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:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 |

Рапакивигранитсодержащие магматические ассоциации: геологическое положение, возраст, источники

-- [ Страница 7 ] --

орогеническими событиями. Важнейшим из них является событие рубежа ~ 1.9 млрд. лет назад – уникального по «запасам» тепла, привнесенным в литосферу. По данным (Condie, 1998), эта орогения сопровождалась самым мощным континентальным корообразованием в постархейское время. Именно этим, по-видимому, определяются гигантские объемы плутонов гранитов рапакиви развитых в периферических орогенах «свекофеннского» времени. В таких областях нижняя кора длительное время сохраняет высокую пластичность и высокие температуры. Она являлась своеобразным экраном, препятствовавшим свободному проникновению базитовых магм в верхнекоровые уровни (Huppert, Sparks, 1985). «Подпруживание» базитовых магм и медленное всплывание магматических диапиров в пластичной среде нижней коры могло создавать благоприятные условия для длительного мантийно-корового взаимодействия, в ходе которого продуцировались большие объемы фельзических магм, а длительные процессы дифференциации базитовых магм и их контаминация нижнекоровым материалом способствовали возникновению высокоглиноземистых магм – родоначальных магм автономных анортозитов (см. Emslie et al., 1994; Ashwal, 1993). Необходимым условием для образования родоначальных магм гранитов рапакиви будет являться сложение тепловой энергии двух источников: тепла базальтового андерплейта и тепла нижней коры, сохранившегося от предшествующего орогенического события. Однако, по мере увеличение возрастного интервала между формированием рапакивигранитных комплексов и предшествующим орогенезом, происходит последовательное снижение объемов гранитов рапакиви и анортозитов и «замещение» последних габброидами. Снижается также роль кислых пород в ассоциирующих бимодальных вулканических сериях. Это связано с остыванием и утратой пластичности нижней коры и усилением жесткости литосферы в целом.

Следующим важнейшим фактором является степень кратонизации литосферы. Кратонизация осуществляется в молодом орогене путем непрерывного роста SCLM либо простым охлаждением за счет вещества астеносферы, либо андерплейтингом значительно более глубинного материала (Black, Liegeois, 1993). Андерплейтинг затрагивает и нижнюю кору, что приводит к увеличению ее мощности, изменению ее состава и высокоградному метаморфизму, усиливающему степень ее дегидратации и восстановленности. В ходе постколлизионнного периода SCLM становится все более дегидратированной, восстановленной и деплетированной на LILE, вследствие повторяющихся импульсов генерации водосодержащих мафических магм (Bonin, 2004). В областях развития молодой еще не кратонизированной литосферы локализуются комплексы РГШ ассоциации, наименее всего оторванные во времени (<30 млн. лет) от предшествующего орогенеза. Плутоны АМЧРГ, АМРГЩГ и ГРГФ ассоциаций приурочены исключительно к областям кратонизированной литосферы. Для них величина этого «отрыва» составляет 100-500 млн. лет. Для древних кратонов с жесткой, мощной и холодной литосферой рапакивигранитные комплексы вообще не характерны.

Формирование рапакивигранитных магматических комплексов охватывает интервал, включающий три суперконтинентальных цикла: 2.7-1.8, 1.8-1.0 и 1.0-0.55 млрд. лет. Начало и конец каждого цикла отвечают периодам сборки суперконтинентов и с ними связаны импульсы главным образом анортозит-чарнокитового магматизма. Позднеархейский импульс подтверждает, что с этого времени начали действовать плитно-тектонические процессы. Пик анортозит-чарнокитового магматизма (~1.0 млрд. лет) знаменует собой переход от тектоники малых плит к плейт-тектонике современного типа и отвечает завершению полного цикла Вилсона. Затухание этого магматизма к концу протерозоя было обусловлено, по-видимому, как общим остыванием Земли, так и тем, что в это время, в отличие от гренвиллской эпохи, происходило замыкание короткоживущих «миниокеанов». Расцвет рапакивигранитного магматизма связан исключительно со вторым циклом, когда в отдельных регионах он охватывал громадные промежутки времени – сотни миллионов лет. После завершения карельской орогении основные глубинные энергетические потоки оказались сосредоточены по активным окраинам двух новообразованных суперконтинентов. Дискретное функционирование таких активных окраин в течение, как минимум, 500 млн. лет привело к формированию системы периферических орогенов, с развитием которых было связано происхождение основного объема пород АМЧРГ ассоциации. Кроме того, с этим периодом связана активность мантийных суперплюмов, которая привела к формированию значительного объема комплексов АМРГЩГ и АМЧРГ ассоциаций. В целом же вырождение рапакивигранитного магматизма к концу протерозоя, вероятнее всего, связано с общим остыванием Земли в ходе неуклонной диссипации ее внутренней энергии, а также с тем, что, начиная с позднего рифея, произошло резкое ускорение этого процесса (Maruyama, Liou, 1998). В этой связи уместно отметить, что в фанерозое граниты А-типа никогда не образуют крупных плутонов, таких как граниты рапакиви.

Заключение

Граниты рапакиви являются характерной частью большинства древних платформ. В их формировании выделяется три основных периода: 2.8-2.6, 1.8-1.0 и 0.6-0.5 млрд. лет, главным из которых является второй –1.8-1.0 млрд. лет. Анализ данных по составу и строению магматических комплексов, включающих в свой состав граниты рапакиви, позволил выделить четыре главных типа магматических ассоциаций: АМЧРГ, АМРГЩГ, ГРГФ и РГШ.

Особенности минерального и химического состава большинства пород рассматриваемых ассоциаций указывают на их дифференцированный характер. Среди гранитоидов выделено три главные группы. К первой (доминирующей) группе относятся высокожелезистые и высококалиевые классические граниты рапакиви магматических ассоциаций первых трех типов, которые являются типичными представителями внутриплитных субщелочных гранитов А-типа, кристаллизовавшихся из «сухих», высокотемпературных магм в резко восстановительных условиях. Ко второй группе относятся щелочные граниты АМРГЩГ ассоциации, представляющие собой высокодифференцированные граниты Na-серии А-типа, максимально обогащенные некогерентными элементами. Эти граниты также кристаллизуются из «сухих», «восстановленных» и очень высокотемпературных магм. К третьей группе относятся субщелочные калиевые граниты, варьирующие по составу от гранитов А-типа до S-гранитов и принадлежащие исключительно к РГШ ассоциации. По сравнению с классическими рапакиви для них характерна более высокая фугитивность кислорода и воды, более низкие содержания калия, HFSE и HREE, они менее дифференцированы и принадлежат к геохимическому типу «посторогенных» гранитов.

Проведенные изотопные и геохимические исследования позволили обосновать ограничения на источники гранитов рапакиви и определить общий характер связей гранитов рапакиви с ассоциирующими кислыми, основными и щелочными породами. Была подтверждена важнейшая роль коровой контаминации в генезисе автономных анортозитов. Не менее важную роль играют процессы смешения вещества мантийных и коровых источников в петрогенезе гранитов рапакиви и ассоциирующих гранитов А-типа. При этом для всех ассоциаций, за исключением РГШ, коровый компонент представлен исключительно веществом нижней континентальной коры, которая в свою очередь может быть подразделена на три основных типа: молодая ювенильная кора, которая еще не приобрела изотопных характеристик классической нижней коры, древняя нижняя кора и нижняя кора, сформированная в результате преобразования (обеднения LIL-элементами) древней изначально обогащенной верхней коры. Доминирующими коровыми протолитами гранитов РГШ ассоциации являются вещество средней и верхней коры. Мантийный компонент в составе гранитов рапакиви первых трех магматических ассоциаций (АМЧРГ, АМРГЩГ и ГРГФ) представлен веществом континентальных толеитов, образующихся в общем случае при смешении выплавок из астеносферной мантии и кратонизированной литосферной мантии. Для щелочных гранитов АМРГЩГ ассоциации главным является источник типа OIB. В петрогенезисе пород РГШ ассоциации прослеживается влияние SCLM, метасоматизированной в ходе предшествующего субдукционного процесса

Общим для всех рапакивигранитсодержащих магматических ассоциаций является формирование в условиях литосферного растяжения во внутриплитных условиях. Генезис магматических комплексов связан с дискретно функционирующими сублитосферными мантийными источниками, длительность существования которых сопоставима с длительностью формирования палеорифтов – 10-50 млн. лет (Лобковский и др., 2004). Однако конкретные геодинамические обстановки их формирования могут сильно различаться. Выделено три типа таких обстановок: (1) рифтинг, который контролируется процессами на границах литосферных плит, (2) рифтинг, связанный с деятельностью мантийных плюмов и (3) рифтинг, обусловленный сочетанием двух предыдущих обстановок. При этом магматические комплексы, формирование которых контролируется тектоническими процессами на границах плит, в свою очередь подразделяются на три типа: (а) приближенные к конвергентным границам плит; (б) приближенные к дивергентным границам плит и (в) приуроченные к коллизионным швам. Магматические комплексы первого типа локализованы в системе внешних палео-мезопротерозойских трансконтинентальных орогенических поясов суперконтинентов Нина и Атлантика, и представлены исключительно АМЧРГ ассоциаций. Их формирование происходило в интервале 1.8-1.3 млрд. лет и было связано с дистальным отражением в тыловых зонах этих орогенов тектонических процессов, протекавших на конвергентных границах плит, как субдукционных, так и коллизионных. На противоположных сторонах активных окраин этих суперконтинентов существовали обширные пассивные континентальные окраины – области, приближенные к дивергентным границам плит.

С импульсом рифтогенеза (1.35 млрд. лет) на такой окраине связано формирование ГРГФ ассоциации. Коллизионные швы контролируют размещение постколлизионных магматических комплексов анортозит-чарнокитового типа и РГШ ассоциации. При этом первые приурочены к зонам фронтального столкновения континентальных плит, а вторые более характерны для транспрессионных зон взаимодействия плит и континентальных блоков более низкого порядка. С деятельностью мантийных плюмов связаны комплексы АМЧРГ и АМРГЩГ ассоциаций. Среди этих плюмов выделяются два типа: (а) относительно короткоживущие (~50 млн. лет), обусловленные крупномасштабным апвеллингом нагретой мантии под растущими суперконтинентами, для Атлантики в интервале 1.83-1.79 млн. лет и для Нины – 1.75-1.70 млн. лет; (б) долгоживущие (~150 млн. лет). С деятельностью плюмов последнего типа (1.35-1.20 и 1.16-1.00 млрд. лет) связан рассматриваемый магматизм, проявившийся исключительно в пределах тыловых зон внешних палео-мезопротерозойских орогенических поясов суперконтинентов Нина и Атлантика.

Во времени формирование рапакивигранитных магматических комплексов охватывает интервал, включающий три суперконтинентальных цикла: 2.7-1.8, 1.8-1.0 и 1.0-0.55 млрд. лет. Начало и конец каждого цикла отвечают периодам сборки суперконтинентов и с ними связаны относительно краткие импульсы главным образом анортозит-чарнокитового магматизма. Расцвет рапакивигранитного магматизма приходится на второй цикл и связан как с длительно функционирующими активными окраинами суперконтинентов Нина и Атлантика, так и активностью мантийных плюмов. Именно с этим циклом сопряжено формирование основного объема пород АМЧРГ и АМРГЩГ ассоциаций. Вырождение рапакивигранитного магматизма, вероятнее всего, связано с общим остыванием Земли в ходе неуклонной диссипации ее внутренней энергии, усилившейся к концу протерозоя (Maruyama, Liou, 1998).

Одной из важнейших проблем в изучении гранитов рапакиви и ассоциирующих пород является проблема их рудоносности. До недавнего времени рудоносность гранитов рапакиви явно недооценивалась и эти граниты традиционно рассматривались как металлогенически «стерильные» (см. Haapala, 1995). Положение резко изменилось только несколько десятилетий тому назад, когда в ассоциации с ними было открыто большое количество промышленных (в том числе и очень крупных) месторождений различных типов, и была установлена важная рудогенерирующая роль этих пород (Bettencourt et al., 2005; Creaser, Cooper, 1993 и др.). С рапакивигранитными магматическими комплексами ассоциирует широкий круг месторождений различных генетических типов от типично магматогенных, связанных как с основными породами, так и с гранитами, до месторождений, в которых связь с магматизмом может быть чрезвычайно сложной и неоднозначной (табл. 4). Главными типами месторождений, среди которых встречаются крупные и даже уникальные объекты, являются редкометальные и Sn-редкометальные, Fe-Ti-апатитовые, сульфидные Cu-Ni-Co и U-месторождения типа несогласия. Было установлено, что большая часть крупных и суперкрупных меторождений различных типов была сформирована в два основных эпизода 1.85-1.70 и 1.30-1.00 млрд. лет. Практически все они ассоциирует с плутонами АМЧРГ и АМРГЩГ ассоциаций и связаны с активностью мантийных плюмов (Ларин, 2003).

Геохронологические (U-Pb, Re-Os, Sm-Nd) и Pb-изотопные исследования ряда месторождений этих типов (Ларин и др., 1990, 1991; Неймарк и др., 1993; Stein et al., 1996; Larin et al., 2000; Ларин, 2003) покаывают, что многие из них имеют длительную (сотни млн. лет) и дискретную историю формирования и относятся к категории полигенных и полихронных (Рундквист, Ларин, 1990; Ларин и др., 1999). При этом для многих из них, формирование которых происходило значительно позже становления гранитов рапакиви и ассоциирующих пород, последние могли выступать в качестве источников рудного вещества (Неймарк и др., 1993; Ларин и др., 1999). Рудогенез мог осуществляться в результате действия более поздних наложенных процессов различной природы, как эндогенных, так и экзогенных. Среди этого класса месторождений наибольший экономический интерес представляют U-месторождения типа несогласия. Последние, как правило, ассоциируют с осадочными бассейнами, заложение которых происходило на поздних стадиях рифтинга, с ранними стадями которого было связано внедрение гранитов рапакиви.

В эволюционном аспекте важно подчеркнуть, что многие типы месторождений, впервые появляющиеся в истории развития Земли в связи с рапакивигранитным магматизмом, постепенно исчезают к концу протерозоя на фоне деградации этого магматизма. Полностью исчезают Fe-Ti-апатитовые месторождения в анортозитах, U-месторождения типа несогласия, Sn-редкометальные месторождения в щелочных гранитах (тип Питинги).

Таблица 4. Типы месторождений, ассоциирующие с рапакивигранитсодержащими комплексами различных тектонических обстановок

Геодинамические обстановки проявления магматизма Типы месторождений
Магматогенные Эпитермальные Метаморфогенные Тип несогласия
Рифтинг в тыловых частях систем внешних палео- мезо-протерозойских поясов суперконтинентов как следствие тектонических процессов, происходящих на конвергентных границах литосферных плит Ti-Fe Айрон Маунтин (США) Be, Sn, Сu, (Zn, Pb) скарны Питкярантского рудного района, Южная Карелия Волынское поле пегматитов с драгоценными камнями; Be, (Sn, W, Ta, Nb, Mo, Bi, криолит) в полевошпатовых метасоматитах Пержанской зоны; Zr-REE в габбро-сиенитовых массивах (Украина) Pb, Ag, (Zn) жильный (Южная Финляндия) Cu, U, Au, Ag, REE Олимпик Дам (Австралия) U, (Pb,Zn, Cu, Mo, Ag) Карку, Южная Карелия
Рифтинг пассивной континентальной окраины Магнезитовое Сатка, Южный Урал
Постколлизионное растяжение в складчатых поясах а) гималайского типа Апатит-Ti-Fe и Zr-REE пегматиты Каларского района, Алдано-Становой щит
б) шотландского типа (транспрессионные орогены) Ti-Fe-V Имангаканское и Cu-PGE Чинейское, Алдано-Становой щит Ta, Nb, Li (Sn, Be) Вишняковское и Гольцовое, Присаянье Sn, W, (Cu, Zn,) провинции Иту (Бразилия) Sn, (Ag) Находка, Байкальская скл. область Be, Sn, Ta, Nb пегматиты и кварц-полевошпатовые метасоматиты, Абчада, Мечта, Ильгир, Байкальская скл. обл. Pb, Zn стратиформные и жильные, Таборное и др., Прибайкалье U Туюканское, Деканда, Безымянное и др., север Байкальской складчатой области
Активный рифтинг, обусловленный апвеллингом сублитосферной мантии под растущим суперконтинентом (мантийный плюм) Апатит-Ti-Fe Богиде, Маймакан и Гаюм; Be, Ta, Nb, REE (Zr, Th, U) Улканский р-н, Алдано-Становой щит Sn, (Zr, Nb, Ta, Y, криолит) рудный район Питинга (Бразилия) U, Ni провинция Атабаска (Канада) U, Au, Mo, Ag, V Улканский район, Алдано-Становой щит
Совмещение тектонических процессов в тыловых частях конвергентных границ плит с деятельностью мантийных плюмов Апатит-Ti-Fe Теллнес, (Норвегия), Сэнфорд Хилл, Лак Тио (Канада) Zr, Y, Nb, REE, Be Стрэндж Лейк (Канада) Sn, (W, Ta, Nb, Be) провинция Рондония (Бразилия) Cu, Ni, Co сульфидное Восис Бей (Канада) Cu-REE-U-Au-Mo-F Квайбо, провинция Гренвилл (Канада)


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 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.