Введение 3
Фактический материал 6
Методы исследования 8
Минералогия 9
Образец Nur-1 9
Образец Nur-11 11
Образец Nur-35 14
Реконструкция состава 18
Оценка параметров образования и PT истории пород 21
Классическая термобарометрия 21
Построение фазовых диаграмм 23
Оценка глубины образования 29
Интерпретация PT пути и возраста ксенолитов по литературными данным 30
Выводы 32
Благодарности 33
Список литературы 34
Изучение пород фундамента древних кратонов, а в особенности Сибирского кратона, зачастую осложнено их глубоким залеганием под осадочным чехлом. А нижняя кора и вовсе недоступна. Одним из способов его исследования является изучение состава и термальной истории глубинных ксенолитов гранулитов из кимберлитовых трубок (Griffin et al., 1999). Ксенолиты содержат как информацию о породах фундамента непосредственно на момент их выноса на поверхность, так и следы их термической истории с момента образования протолита. Главную сложность интерпретации современного состава ксенолитов представляет то, что при контакте с агрессивным расплавом кимберлита, пускай и почти мгновенным в рамках геологического времени, происходит их частичное замещение на постмагматической стадии, из-за чего требуется реконструкция первичного состава.
На Сибирском кратоне находится множество кимберлитовых трубок, датируемых девоном и поздней юрой (Kinny et al., 1997), скопления которых разделяют на кимберлитовые поля. Сам кратон подразделяется на четыре провинции: тунгусскую, алданскую, оленёкскую и анабарскую (Rosen et al., 2006, Griffin et al., 1999). Анабарская провинция, в свою очередь, подразделяется на четыре террейна. Ксенолиты, исследуемые в данной работе, извлечены из трубки Нюрбинская, относящейся к Накынскому кимберлитовому полю, расположенному на Мархинском террейне Анабарской провинции (Рис.1).
В основном, в работах по изучению ксенолитов из кимберлитовых трубок региона предпочтение отдают двупироксеновым гранулитам (которые относят к нижнекоровым) (Koreshkova et al, 2011, Shatsky et al, 2005) и эклогитам, которые интерпретируются, как мантийные породы (Spetsius, 2003, Agashev, 2018). Ксенолитам фельзических, богатых плагиоклазом пород не уделено внимания, они могут представлять собой как преобразованные в условиях гранулитовой фации метаморфизма породы верхних горизонтов нижней коры, так и метапелиты средней коры.
Ксенолиты из трубки Нюрбинская, рассматриваемые в данной работе, представляют собой фельзические Grt-гранулиты. Всего представлено три образца:
1. Nur-1 - Амфибол-содержащий гранатовый гранулит
2. Nur-11 - Гранатовый гранулит, в минеральной ассоциации которого представлен корунд и кианит.
3. Nur-35 - Клинопироксен-кварц-скаполит-содержащий гранатовый гранулит Цели работы:
• Определение PT-условий образования минеральных ассоциаций фельзических ксенолитов (Nur-1, Nur-11, Nur-35)
• Реконструкция PT истории пород ксенолитов
Задачи работы:
• Реконструкция состава пород, посредством изучения состава минералов и расчётом модального состава, анализ реконструированного химического состава пород с последующей интерпретацией протолита.
• Построение PT диаграмм при помощи программы Perple_X и интерпретация PT истории пород с использованием методов классической термобарометрии.
• Сопоставление PT истории изучаемых ксенолитов с литературными данными.
Практическое значение работы составляет то, что за счёт комплексного изучения ксенолитов разных типов нижнекоровых пород (в том числе фельзических) можно реконструировать состав и термическую историю горизонтов коры, для которых доступны лишь современные геофизические данные. Главной перспективой аккумуляции большого массива данных о истории нижнекоровых ксенолитов из кимберлитовых трубок Сибирского кратона является возможность картирования нижних горизонтов и геотектонической интерпретации глобальной истории региона.
Защищаемые положения:
1) Ксенолиты (Nur-1, Nur-11, Nur-35), вынесенные трубкой Нюрбинская,
представляют нижнюю кору Сибирского кратона. Их протолитами являлись плагиоклазовые породы.
2) Протолит породы ксенолита Nur-35 был преобразован в условиях гранулитового метаморфизма и находился длительное время при стабильных условиях: 0,83 GPa и 660 0C.
Протолит породы ксенолита Nur-1 испытал пиковые условия метаморфизма при 1,33 GPa 880 0C, а настоящая минеральная ассоциация связана с декомпрессией и остыванием породы до 1 GPa и 720 0С.
Протолит породы ксенолита Nur-11 испытал декомпрессию с 1,09 до 0,95 GPa при 670 С, в следствии чего, шёл процесс разложения корунда с образованием биотита и амфибола.
Выводы
Ксенолиты (Nur-1, Nur-11, Nur-35), вынесенные трубкой Нюрбинская,
представляют верхние горизонты нижней коры Сибирского кратона. Реконструкция их первичного состава позволила более точно проинтерпретировать протолит. Так, их протолитами являлись лейко-габбронориты для Nur-1/Nur-11 и кварцевый диорит для Nur-35. Для образца Nur-11 также предполагается реститовая природа протолита.
Протолит породы ксенолита Nur-35 был преобразован в условиях гранулитового метаморфизма и находился длительное время при стабильных условиях: 0,83 GPa и 660 0С, в следствие чего, наблюдаемая минеральная ассоциация в нём является равновесной. Текстурные особенности породы, выраженные полосчатостью, вероятно, являются наложенными и обусловлены пластическим течением.
Протолит породы ксенолита Nur-1 испытал метаморфизм в условиях гранулитовой фации с пиковыми условиями при 1,33 GPa 850-880 0C, которые сохранили гранат и включения в нём рутила. Затем при декомпрессии и остывании до 720 0С и 1 GPa образовалась настоящая минеральная ассоциация породы, включая рутил основной массы. Титанит в породе неравновесен с остальной ассоциацией и фиксирует наложенный процесс.
Протолит породы ксенолита Nur-11 испытал декомпрессию с 1,09 до 0,95 GPa при 670 0С, что отражено зональностью граната и плагиоклаза. Ядра зёрен плагиоклаза сохранили память об этом процессе, когда как его каймы не находятся в равновесии с гранатом. В следствие этого процесса, шёл процесс разложения корунда с образованием биотита и амфибола. Это подтверждается тем, что краевые части граната содержат включения полигонального корунда, когда как в основной массе породы корунд образует неправильные агрегаты. Отсутствие амфибола в породе, вероятно, связано либо с небольшим размером ксенолита, либо со сложностью его выявления среди псевдоморфоз по биотиту.
Сравнение датировок рутила и титанита из образца Nur-1 с другими данными о датировании других минералов геохронометров из трубки Нюрбинская позволяет предположить некое температурное событие, затронувшее породы нижней коры рекиона на промежутке 1,6-1,79 млрд лет. При этом гранулитовые ассоциации нижней коры региона образовались не позднее 1,79 млрд лет назад.
