Метаморфические пояса Австралийской платформы

Блок Йилгарн, зона Доннибрук-Бриджтаун

Одно из крупнейших в мире полей редкометалльных пегматитов Гринбушес расположено в юго-восточной части архейского блока Йилгарн в зоне смятия вдоль субмеридионального линеамента Доннибрук-Бриджтаун. Эта крупная сдвиговая зона наследует раннеархейский протодарлингский разлом. К западу от линеамента обнажается серия западных гнейсов (ортогнейсы, амфиболиты, мигматиты) возрастом 3,1 млрд лет. Они служат основанием для супракрустальных образований, с которыми имеют тектонические границы. Супракрустальная толща, вытянутая вдоль разлома Доннибрук-Бриджтаун, и является вмещающей для пегматитов. На севере она сложена преимущественно метаосадками (сланцы, гнейсы, кварциты), а южнее состоит из метавулканитов базит-ультрабазитового состава, небольшой доли фельзитов и джеспилитов (видимо, низы разреза зеленокаменного пояса — В.А.М.). В зоне сдвига породы интенсивно смяты и мигматизированы. Они интрудированы гранитами, которые при продолжающихся деформациях были превращены в ортогнейсы, с трудом отличимые от древних гнейсов, обрамляющих супракрустальную толщу с запада и востока.

В породах выделяется пять этапов деформаций, каждый из которых сопровождался метаморфизмом, внедрением гранитов или пегматитов и поздним диафторезом. Ранний этап деформаций Д1 и метаморфизм M1 касается только древних гнейсов и имеет возраст 3,1 млрд лет. Основная фаза деформаций (2,6—2,53 млрд лет) формирует мощную сдвиговую зону, развивающуюся в породах зеленокаменного пояса. С ней связан зональный метаморфизм от эпидот-амфиболитовой до высокой амфиболитовой фации, симметрично понижающийся от осевой части сдвиговой зоны. Для парагенезисов метапелитов характерны кианит и ставролит, основных сланцев — гроссуляр, диопсид, анортит и скаполит. Температуры метаморфизма оцениваются в 550—625 °С. Присутствие кианита свидетельствует о повышенных давлениях. Этим пегматитовый пояс Гринбушес отличается от других полей редкометалльных пегматитов, как правило, формировавшихся в метаморфических поясах более низких давлений.

В этот же этап деформаций в сланцы внедрялись граниты (2,6 млрд лет), которые при последующих движениях были превращены в "овалы", окруженные ортогнейсами. Дайки редкометалльных пегматитов появились спустя еще 50 млн лет и, судя по неоднократному чередованию зон и росту поздних генераций сподумена и микролита вокруг обломков ранних минералов, также являются синтектоническими.

Зеленокаменные пояса блока Пилбара

Блок Пилбара является северным выступом докембрийского фундамента Австралийской платформы и содержит несколько месторождений редкометалльных пегматитов, самых древних в Австралии. Он сложен архейскими осадочновулканогенными толщами, которые представлены узкими остаточными зеленокаменными поясами в обширном поле гранито-гнейсовых куполов, что является типичным примером гранит-зеленокаменной области. Именно к зеленокаменным поясам, сложенным амфиболитами, актинолитовыми, хлоритовыми и серпентинитовыми сланцами, продуктами метаморфизма основных — ультраосновных вулканитов, приурочены пегматитовые поля возрастом 2,7—3,0 млрд лет.

В отдельных зеленокаменных поясах породы имеют пологое залегание и метаморфизованы в условиях пренит-пумпеллиитовой субфации. Степень деформации и метаморфизма сланцев резко усиливается к гранито-гнейсовым куполам. Вопросы их одновременного образования или заложения зеленокаменных поясов на сиалическом основании не решены, но возраст их довольно близок: 3,4 млрд лет для пород зеленокаменных поясов (U-Pb и Sm-Nd методы) и 3,55 млрд лет по данным U-Pb метода для гранито-гнейсов. Возраст недеформированных гранитов в зеленокаменных поясах 2,6 млрд лет.

Переслаивающиеся метавулканиты и метаосадки пересекаются дайками основного и среднего составов, также метаморфизованными. На северо-западе блока сохранились структуры пиллоу-лав, по простиранию переходящих в амфиболиты. Выделяется несколько этапов деформаций. Во время эпизода Д1 произошли крупные надвиги гнейсов на зеленокаменные образования. При деформациях Д2 и Д3 и гнейсы, и примыкающие к ним зеленокаменные породы подверглись высокотемпературному метаморфизму с образованием гранатовых амфиболитов, ставролит-кианит-силлиманитовых сланцев и дву-пироксен-оливин-грюнеритовых пород по железистым осадкам. Температурный интервал метаморфизма оценивается в 580—700 °C при давлениях 5 кбар и более. М. Бикле с соавторами считают, что первичный метаморфизм и гранитизация вызваны утолщением коры при надвигах, а повторный — всплыванием гранито-гнейсового купола с плавлением и внедрением гранитного батолита Шоу.

Такая геологическая обстановка, характерная для оловорудных пегматитов поля Куглегона, близка и на других месторождениях блока Пилбара. Например, поля комплексных редкометалльных пегматитов Воджина, Стрелли и Табба-Табба залегают в толще Уорравуна, сложенной интенсивно дислоцированными амфиболитами, железистыми кварцитами и аспидными сланцами. Причем жилы, секущие амфиболиты, в основном танталоносны, а те, что залегают в железистых кварцитах, — оловоносны.

Мусковит-хлоритовые сланцы из разных подразделений толщи характеризуются широкими вариациями состава, высокими содержаниями глинозема и калия, но одновременно обогащены Cr и Ni (табл. 2.13). По-видимому, они образовались из продуктов выветривания основных вулканитов или являются результатом их метасоматического преобразования. В них также значительно повышены концентрации Cs, Sn, W, Nb (Li и Rb не анализировались), что перекликается со специализацией пегматитов пояса.

Срединный массив Брокен-Хилл

Пегматитовая провинция Брокен-Хилл с бериллиевыми и литиевыми место рождениями приурочена к нижнепротерозойскому срединному массиву, сложенному породами комплекса Уилльям. Толща состоит преимущественно из метапелитов и фельзитовых гнейсов, в меньшей степени основных сланцев и зонально метаморфизована. С северо-запада на юго-восток метаморфизм последовательно повышается от гранатандалузит-мусковитовой субфации эпидот-амфиболитовой фации до силлиманит-кордиерит-ортоклазовых и двупироксеновых ассоциаций гранулитовой фации. Г. Филлипс и В. Уолл установили увеличение в этом комплексе температуры (от 550 до 800 °С) и давления (от 5 до 6,5 кбар). Для комплекса характерно широкое развитие диафторитов в изобарных условиях (—5 кбар) при снижении температуры до 500 °С. Пегматитовые поля различной специализации приурочены к зонам диафтореза: мусковитовые пегматиты и поле Ta-Be пегматитов Эгебек располагаются в диафторированных гранулитах, Be-U месторождение — в породах амфиболитовой фации и только Li-Sn-Be пегматиты Эуриови — в гранат-андалузит-мусковитовой зоне прогрессивного метаморфизма.