Метаморфические породы амфиболитовой фации Джугджуро-Становой складчатой области (условия образования и состав протолитов)

Монография посвящена изучению метаморфических пород амфиболитовой фации Джугджуро-Становой складчатой области (ДССО). Она включает в себя: описание геологического строения ДССО, исследование петрохимии и геохимии микроэлементов метаморфических пород из разных частей ДССО, реставрацию состава вулканогенных протолитов, детальное описание минералогии изученных пород, исследование PT-условий и флюидного режима метаморфизма амфиболитовой фации. При проведении исследований был использован широкий набор современных методов геотермобарометрии и физико-химического моделирования, проведен их анализ, сравнение и описаны пределы применимости. Книга рассчитана на специалистов, интересующихся вопросами метаморфической петрологии, геохимии и геологии докембрия. 

Реконструкция условий образования и эволюции структур древних щитов является ключевой задачей в развитии наших представлений об истории ранней Земли. Решение этой актуальной проблемы обычно усложняется многократными событиями тектонической активизации и метаморфизма, вуалирующими первичный состав и геологические отношения супракрустальных толщ. Проведенные в последние десятилетия палеомагнитные, петрологические, геохимические, изотопные и геохронологические исследования позволили выделить периоды, когда блоки континентальной коры были объединены в единые суперконтиненты. Наиболее известным из них является Пангея, существование которой Альфред Вегенер предположил еще в начале XX-го века, а в конце прошлого века стало практически общепризнанным существование этого суперконтинента в период 300–250 млн. лет. Другим суперконтинентом в истории Земли была Родиния, образовавшаяся около 1 млрд. лет назад. Ядро Родинии составляла Лаурентия – континент, объединяющий Северную Америку и Гренландию. Большое количество работ посвящено вопросам реконструкции взаимоотношений Лаурентии и Сибирского кратона (см. Frost et al., 1998), которые, видимо, составляли единый континент уже в палеопротерозое. Поскольку непосредственная граница между многими другими кратонами, составившими позднее Родинию, также датировалась 2.1–1.8 млрд. лет, была предложена гипотеза об образовании в это время посредством коллизии самого древнего суперконтинента – Колумбии (Rogers et al., 2002; Zhao et al., 2002; Zhao et al., 2004). Рубеж 1.9 млрд. лет является одним из периодов интенсивного роста континентальной коры (Condie, 2000; 2002), и происходившие в это время события заслуживают особого внимания.

Алдано-Становой щит на рубеже 1.9 млрд. лет подвергся интенсивной переработке (Nutman et al., 1992). Наиболее значительно этот процесс проявился в виде метаморфизма амфиболитовой фации на территории Джугджуро-Становой складчатой области (ДССО) – пояса, составляющего южную часть щита. Таким образом, ДССО является ключевой структурой в задаче реконструкции событий, произошедших в палеопротерозое в пределах Сибирского кратона, а метаморфизм амфиболитовой фации – важным индикатором этих событий. Следует отметить, что современная геохронологическая, изотопная, геохимическая и петрологическая изученность пород амфиболитовой фации ДССО абсолютно неадекватна важной роли этой структуры в палеотектонических реконструкциях и сложности ее строения.

Важным методом реконструкции тектонических событий и взаимоотношений древних структур, получившим в последнее время бурное развитие, является восстановление условий метаморфизма пород. Температура, давление и флюидный режим метаморфизма позволяют судить о глубине захоронения изучаемых пород (и ее изменении), геотермическом градиенте и флюидной специфике, господствовавших в данный период в области дислокации исследуемых структур. Только с учетом этой информации возможно построить адекватную геологическую модель. С резким ростом вычислительной мощности компьютеров, расширением и уточнением термодинамических баз данных увеличилось количество и значительно усложнились методы геотермобарометрии и физико-химического моделирования. Область применения и точность этих методов часто плохо изучены и известны только узкому кругу специалистов. Поэтому очень актуальной представляется также задача рассмотрения расширившегося методического аппарата метаморфической петрологии. В настоящей работе приведены результаты изучения метаморфических пород амфиболитовой фации трех различных районов ДССО. Одна группа образцов включала породы, собранные И.В. Козыревой в бассейнах рек Мая и Луча в восточной части этого региона. Две другие группы пород были отобраны автором из береговых обнажений рек Гилюй и Нюкжа – в центральной и западной частях ДССО (рис. 1). В связи с этим, для удобства описания метаморфических образований вся территория ДССО была условно разделена нами на три части – домена: Западный, Центральный и Восточный. Граница между Западным и Центральным доменами проведена по Тунгурчиканской, а между Центральным и Восточным – Сугджарской зонам разломов (рис. 1). Следует отметить, что термин «домен» был выбран как не имеющий строгого геологического смысла и не несет никакой специальной нагрузки, кроме обозначения условной территории, области, района.