Мамско-Бодайбинский метаморфический комплекс

16.08.2018
В юго-восточной части складчатого обрамления Сибирской платформы имеется цепь внутренних прогибов — Бодайбинский, Мамский и Олокитский. Они выполнены карбонатно-терригенными флишоидными толщами. В Бодайбинском и Мамском прогибах толщи подразделяются на четыре серии: тепторгинскую, баллаганахскую, дальнетайгинскую и жуинскую, представляющие полный разрез рифея, охарактеризованный микро-фитолитами. Существует точка зрения о нижнепротерозойском возрасте мамской толщи. Она основана на Pb-Pb термоизохронных определениях возраста гранитогнейсов, мигматитов и пегматитов, где наряду с преобладающими цифрами 450—500—700 млн лет в трех точках ядра цирконов дали возраст 1700—1800 млн лет. Эти данные требуют проверки, так как могут быть результатом сохранения реликтовых возрастов обломочного циркона, как это показано в литературе. Мощность толщи составляет 10—12 км. Зрелость осадков падает вверх по разрезу от кварцитов и переотложенных кор выветривания в основании разреза до граувакковых метатерригенных отложений со значительной долей карбонатных пород вверху. Количество вулканогенной составляющей очень мало: маломощная медвежевская свита базальтов в низах разреза и примесь вулканического материала в граувакках верхних его частей. В Олокитском прогибе его доля существенно возрастает.

В этих толщах развит крупнейший в Байкальской горной области зональный метаморфический комплекс дистен-силлиманитового типа (рис. 2.1). Вдоль осевой зоны Мамского синклинория проходит Центральное антиклинальное поднятие, которое служило главной теплопроводящей структурой. Наложение тепловой «антиклинали» на синклинорную структуру привело к тому, что более древние породы (низы разреза) метаморфизованы слабее, чем более молодые. В результате сложной складчатости и блоковой тектоники часть складок высоких порядков оказалась развернутой относительно главного простирания складчатых структур. Изограды зонального комплекса, оконтуривающие осевую часть синклинория, на этих участках пересекают пачки пород. Это дало возможность изучить петрологию и геохимию процесса регионального метаморфизма во всем интервале РТ условий вдоль единых пластов пород.

По периферии прогибов (на северо-востоке Патомского нагорья) и в центральной части Олокитского синклинория метаморфизм не превышает серицит-хлоритовой субфации зеленосланцевой фации с сохранением реликтов обломочных структур терригенных пород. К осевой зоне Бодайбинского и Мамского синклинориев степень метаморфизма растет, что выражается в последовательном появлении порфир облает биотита, хлоритоида, граната, олигоклаза, ставролита и дистена (см. рис. 2.1). В юго-западном приподнятом блоке Мамского синклинория развит силлиманит. В результате на участках с секущей зональностью вдоль пластов метапелитов и метаграувакк наблюдается следующая смена парагенезисов:


Такие или близкие по составу разновидности пород являются преобладающими в толщах Майского и Бодайбинского прогибов.

В Мамском синклинории в отличие от Бодайбинского широко развита гранитизация пород с образованием плагиоклазовых, в меньшей степени калипшатовых мигматитов по биотитовым, гранат- и дистен-двуслюдяным сланцам и гнейсам, реже амфиболитам. Интенсивность гранитизации нарастает к оси структуры. Ее особенностью является крупнозернистость лейкосомы с переходом от очков и линз кварц-плагиоклазового состава к сетчатым залежам гнейсовидных плагиопегматитов. Вдоль оси структуры цепочкой тянутся массивы пегматоидных двуслюдяных гранитов, в основном автохтонных, окруженных полями магматических двуполевошпатовых мусковитовых пегматитов. В этпх же полях широко проявлена сопряженная базификация пород с образованием линз крупнозернистых скарно- или эклогитоподобных пород с парагепезисами: Гр+Ди+Амф+Кцо+Рут+Кв+Ск; Амф+Кцо+Рут+Кв. На постмагматическом этапе развивается калишпатизация метапелитов, скаполитизация известково-силикатных пород.

Пегматиты Мамского слюдоносного пояса сосредоточены главным образом в пределах развития дистен-альмандиновой субфации амфиболитовой фации. Для зон более низкого метаморфизма характерны хлорит-альбит-кварцевые, карбонат- и пирит-кварцевые жилы.

Расчет температур метаморфизма для мамско-бодайбинского зонального комплекса по минеральным геотермометрам с учетом экспериментальных данных по устойчивости минералов дает интервал 350—650 °С, а общее давление оценивается в 5—7,5 кбар.

В отличие от метаморфических комплексов умеренных и низких давлений здесь устойчивы хлоритоид и дистен, расширены в область высоких температур поля устойчивости альбита, парагонита, карбонатов, мусковита и клиноцоизита. Это свидетельствует о том, что наряду с высоким общим давлением высоко было давление углекислотно-водного флюида. Плотность CO2 во включениях из метаморфических и пегматитовых минералов соответствует PСО2 до 6,5-8,0 кбар. Помимо значительной доли карбонатных пород в толще источником CO2 служили пачки, обогащенные углистым веществом. Обилие последнего способствовало более восстановленному характеру метаморфогенного флюида в зональности дистен-силлиманитового типа по сравнению с комплексами низких давлений. PН2О также было высоко, о чем свидетельствуют широкие поля устойчивости гидроксилсодержащих минералов и насыщенность их водой. Именно обилие в этой мощной толще слабопроницаемых, богатых H2O и CO2 углисто-глинистых и карбонатных горизонтов способствует длительному сохранению при метаморфизме высокого флюидного давления, что в значительной мере определяет особенности метаморфизма, широкую устойчивость водных минералов, обогащенность мусковитом гранитов и слюдоносность пегматитового пояса.

Своеобразие гранитизации, проявляющейся как пегматитизация толщи, обусловлено унаследованием режима высокого флюидного давления, характерного для главного этапа прогрессивного метаморфизма повышенных давлений. Оно способствует широкому развитию пегматоидных структур в мигматитах и гранитах и подтверждается высокими плотностями углекислотных включений в гранитах и пегматитах.

Изучение геохимии метаморфизма на примере данного комплекса, особенно на участках с секущей зональностью, привело к выводу о преобладании квазиизохимической перекристаллизации минералов на прогрессивном этапе. Об этом свидетельствует как незначимость и противоречивость колебаний концентраций большинства петрогенных и редких элементов в последовательных зонах метаморфизма каждого горизонта (табл. 2.1), так и сохранность индивидуальности контрастных по составу прослоев в тонкослоистой ритмике на больших расстояниях. Ho ряд элементов имеет вполне однозначную направленность миграции во многих разновидностях пород. Прежде всего, это комплекс летучих компонентов — H3O, В, С, жидкие органические вещества, состав которых закономерно меняется с ростом метаморфизма, а количество убывает за счет окисления. Параллельно с этим к высокотемпературным зонам происходит снижение концентраций U и Au, наиболее заметное в углистых метапелитах, и повышение Co, Ni, Cu. В метапелитах Au и U накапливаются на участках перехода от эпидот-амфиболитовой к зеленосланцевой фации. Причиной слабой миграции элементов в процессе регионального метаморфизма, по-видимому, является его продолжительность, когда элементы, освобождаясь из состояния сорбции на поверхности тонкодисперсного углистого и глинистого вещества, успевают войти в структуры изоморфно более емких высокотемпературных фаз. Наиболее миграционноспособными оказываются элементы с малыми изоморфными возможностями, такие как Au и U. Они выносятся в низкотемпературные зоны, где вновь сорбируются органикой, создавая зоны вторичного обогащения.

Спектры редких земель в разных зонах горизонта метапелитов от серицит-хлорит-пирофиллитовых до дистен-альмандин-двуслюдяных гнейсов схожи, но уровень их меняется волнообразно, повышаясь во II и IV зонах (рис. 2.2). Такое чередование повышенных и пониженных содержаний при отсутствии фракционирования вряд ли связано с процессом метаморфизма, а скорее имеет осадочную природу — как следствие колебания количества обломков акцессорных минералов. Подсчет балансов поминерального распределения РЗЭ показал, что в отличие от зональности умеренных давлений в дистен-силлиманитовой зональной формации для РЗЭ на всех уровнях метаморфизма наиболее характерно вхождение в акцессорные минералы (сфеи, ортит, апатит). Средние спектры РЗЭ по зонам метаморфизма приведены для метапелмтов Патомской зоны, не затронутой гранитизацией и не содержащей пегматитов. Уровень содержаний главных представителей РЗЭ в разновидностях метапелитов и метапсаммитов мамской подсерии в пределах пегматитового пояса, по вдали от собственно слюдоносных тел (фон поля) не отличается существенно от приведенных выше. Несколько повышены концентрации РЗЭ в графит-биотитовых гнейсах и двуслюдяных сланцах (табл. 2.2, рис. 2.3). Приведенные нами ранее содержания РЗЭ в тех же сланцах завышены вследствие несовершенства методики и отсутствия надежных стандартов.

Особенностью метатерригенных пород Мамско-Бодайбинского синклинория является их обогащенность Ba и Sr, обусловленная палеоклиматическими условиями, составом областей сноса, закрытым характером бассейна. Сохранность Sr при диагенезе осадков возможна только при закрытом характере системы — изоляции карбонатных прослоев глинистыми, что характерно для флишевых толщ. Высокие содержания стронция в верхах разреза толщи объясняют еще следствием гидротермальной деятельности в связи с вулканизмом в Муйской зоне, Повышенные давления при метаморфизме, последующей гранитизации и образовании пегматитов способствовали вхождению этих элементов в структуры полевых шпатов.

В зонах гранитизации состав мигматитов меняется в сторону обогащения Si, Na, К, Ba, Sr и обеднения Mg, Fe, Co, Ni и др. Ho вплоть до образования гранитов сохраняются такие характерные черты толщи в целом, как повышенные содержания Al, В, Н2O, CO2 (по сравнению с метаморфическими поясами других типов), что оказало немалое влияние на ход последующего пегматитообразования.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: