Бирюсинский метаморфический комплекс

Бирюсинская глыба (или Бирюсинский горст) Восточного Саяна с юго-запада ограничена Главным Саянским разломом, с северо-востока — Бирюсинскнм разломом, отделяющим ее от системы грабенов — Туманшетского и Урикско-Ийского. Глыба представляет собой один из краевых выступов фундамента Сибирской платформы. Как и для структур Балтийского щита, для нее характерно полициклическое развитие с несколькими этапами метаморфизма.

Разрез пород Бирюсинской глыбы представлен полным набором терригенно-вулканогенных отложений. Ранее В.Е. Днбров их объединял в бирюсинскую серию, состоящую из четырех свит: сизинской, тенсинской, шельминской и нерсинской. А.И. Сезько предложил выделить отложения собственно архейского выступа в хайламинскую серию, примерно соответствующую ензинской свите. Мощность ее 4000 м, она состоит из переслаивающихся биотитовых, гранат-биотитовых, амфиболовых гнейсов, реликтов двупироксеновых сланцев, гранат-гиперстен-ортоклазовых гнейсов. Перекрывающая их неройская серия нижнего протерозоя включает алхадырскую (тепсинскую) свиту, состоящую из дистен-силлиманитовых, гранат-двуслюдяных сланцев, кварцитов, кальцифиров, амфиболитов и мигматитов по ним (200—300 м), и барбитайскую свиту мраморов, кварцитов, гранатовых амфиболитов (100 м). Все породы отличает малое количество или отсутствие плагиоклаза. Туманшетский грабен выполнен породами туманшетской свиты (кварциты, конгломераты, метапелиты, метапсаммиты).

Первый цикл метаморфизма протекал в условиях гранулитовой фации высоких давлений алданской фации глубинности. Об этом свидетельствуют находки парагенезисов Гр+Гип+Орт+Бп+Кв, гиперстена с силлиманитом и пиропового граната, соответствующих высоким давлениям и температурам (Р = 7—11 кбар, T = 750—850 °C). Возраст метаморфизма, по-видимому, верхпеархейский, так как нижнепротерозойские породы им не затронуты. Затем уже в протерозое на все толщи, включая Туманшетский грабен, был наложен зональный метаморфизм, прогрессивный в породах грабена и перойской серии и регрессивный по отношению к гранулитам хайламинской серии собственно Бирюсинской глыбы. Метаморфизм протекал в режиме дистен-силлиманитовой фациальной серии.

Гранулитовые ассоциации хайламинской серии остались лишь в реликтах. Породы превращены в гранитизированные мусковит-фибролитовые, дистен-двуслюдяные сланцы, гранат-биотит-калишпатовые мигматиты. Алхадырская свита неройской серии метаморфизована в условиях дистен-мусковит-альмандиновой субфации, а верхи ее и барбитайская свита — в дистен-ставролитовой субфации амфиболитовой фации. Далее зональность продолжается в породы Туманшетского грабена, снижаясь в его бортах на севере до зеленосланцевой фации (рис. 2.18).

С каждым циклом метаморфизма связало проявление гранитизации и кислого магматизма. Древние (архейские) граниты редки и интенсивно катаклазированы. Гранитоиды протерозойского возраста (1700 млн лет) образуют обширные протяженные выходы гранитогнейсов с калишпатовым порфиробластезом, с постепенными переходами в пятнистые и полосчатые мигматиты и гнейсы. Они достигают 50—60 км в длину при ширинe 5—20 км и размещены преимущественно в хайламинской серии. В непосредственной близости от них находятся без рудные пустые пегматиты. Мигматиты содержат уже минералы, отвечающие условиям амфиболитовой фации, с фибролитом вместо дистена. Это свидетельствует о снижении давления при гранитизации. В дистен-альмандиновой зоне пород неройской серии гранитизация одна и проявлена в виде пегматитизации толщи. Параметры метаморфизма и гранитизации нижнепротерозойского возраста близки для диафтореза архейских гранулитов и прогрессивного метаморфизма неройской серии (6—8,5 кбар, 575—660 °С). С этим метаморфизмом и гранитизацией связывают образование мусковитоносного пегматитового пояса.

Полоса развития слюдоносных пегматитов тяготеет к области гранитизированных пород. Ho в их размещении, как и в других слюдоносных поясах, наблюдается метаморфический контроль (приуроченность к дистен-мусковитовой зоне), литологический (90 % промышленных жил находится в пределах глиноземистой алхадырской свиты) и структурный (близость слюдоносных узлов к флексурообразным изгибам толщи) (рис. 2.19).

Для ведущих разновидностей пород М.П. Глебов приводит средине составы по 15 пробам и редкоэлементные характеристики (табл. 2.9). Они имеют большое сходство с соответствующими разностями пород беломорского комплекса. От мамских метапелитов они отличаются более низкой глиноземистостью, значительно более низкими содержаниями Ba, Sr, Pb и Zn, несколько более высокими — редких земель и олова. Высокие содержания стронция в мраморах перекликаются с высокостронциевыми мраморами некоторых спит Мамского и Бодайбинского синклинориев. Как и на Маме, метапелиты Бирюсы богаты литием и рубидием. Протерозойские граниты, связанные с последним этапом метаморфизма, более кремнистые, чем древние граниты, по менее калиевые. В слюдоносных пегматитах, так же как и на Маме, уже при образовании мелкозернистых зон (магматических), а тем более в крупнозернистых агрегатах происходит десятикратное увеличение содержаний бария и свинца, что характерно именно для поясов мусковитовых пегматитов.

В этом поясе, как и в Беломорском, режим высоких давлении наследуется от раннего архейского цикла метаморфизма к протерозойскому, Ho и здесь для развития двуслюдяных ассоциаций по гранулитам необходим внешний источник существенно водного флюида. Зоной повышенной проницаемости могла служить граница грабена и глыбы — Бирюсинский разлом.