Петрология плагиогранитов зоны Рюпдален в офиолитовом комплексе Люнген, Северная Норвегия
|
Введение 3
Глава 1. Характеристика района исследований 8
1.1. Физико-географическая характеристика 8
1.2. Основные черты геологического строения 14
Глава.2. Методы исследований 18
2.1. Количественно-минералогические подсчеты 18
2.2. Рентгенофлюоресцентный анализ (XRF) 19
2.3. Микрозондовый анализ (EMA - Electronmicroprobeanalysis) 20
2.4. Метод масс-спектрометрии с использованием индуктивно связанной плазмы (ICP -
MS) 21
2.5. Термобарометрические методы 21
Глава 3. Результаты исследований 25
3.1. Полевые материалы 25
3.1.1. Описание тел плагиогранитов 26
3.1.2. Вмещающие габбронориты 32
3.1.3. Сдвиговые зоны 33
3.1.4. Диорито- гнейсы 34
3.2. Петрография 34
3.2.1. Плагиогнейсы 36
3.2.2. Вмещающие габбро 39
3.2.3. Диорито- гнейсы 41
3.3. Минералогия плагиогранито-гнейсов 42
3.4. Термобарометрия 50
3.5. Петрохимия плагиогранитов 51
Глава 4. Обсуждение результатов 57
4.1. Состав плагиогнейсов и происхождение их протолитов 57
4.2. Условия метаморфизма плагиогранитов и геологическая история офиолитового комплекса Люнген 61
Заключение 65
Список литературы 67
Приложение
Глава 1. Характеристика района исследований 8
1.1. Физико-географическая характеристика 8
1.2. Основные черты геологического строения 14
Глава.2. Методы исследований 18
2.1. Количественно-минералогические подсчеты 18
2.2. Рентгенофлюоресцентный анализ (XRF) 19
2.3. Микрозондовый анализ (EMA - Electronmicroprobeanalysis) 20
2.4. Метод масс-спектрометрии с использованием индуктивно связанной плазмы (ICP -
MS) 21
2.5. Термобарометрические методы 21
Глава 3. Результаты исследований 25
3.1. Полевые материалы 25
3.1.1. Описание тел плагиогранитов 26
3.1.2. Вмещающие габбронориты 32
3.1.3. Сдвиговые зоны 33
3.1.4. Диорито- гнейсы 34
3.2. Петрография 34
3.2.1. Плагиогнейсы 36
3.2.2. Вмещающие габбро 39
3.2.3. Диорито- гнейсы 41
3.3. Минералогия плагиогранито-гнейсов 42
3.4. Термобарометрия 50
3.5. Петрохимия плагиогранитов 51
Глава 4. Обсуждение результатов 57
4.1. Состав плагиогнейсов и происхождение их протолитов 57
4.2. Условия метаморфизма плагиогранитов и геологическая история офиолитового комплекса Люнген 61
Заключение 65
Список литературы 67
Приложение
Полуостров Люнген(Люнген) находится в северной части Норвегии, в губернии Тромс. Ближайший крупный населенный пункт - город Тромсо. В тектоническом отношении Норвегия подразделяется на две неодинаковые по размерам области: большую, северо-западную часть, испытавшую каледонскую складчатость (область каледонид), и меньшую, юго-восточную - с древним, докаледонским фундаментом (область Балтийского щита). Большая часть территории Норвегии, включая архипелаг Свальбард, является фрагментом каледонского складчатого пояса, раздробившегося в конце мезозоя (MZ) при раскрытии Атлантического океана.
КомплексЛюнген представляет собой отдельную тектоническую пластину в составе Верхнего аллохтона Скандинавских Каледонид (Рис. 1). Комплекс является фрагментом офиолитового комплексаи делится на две части: западную, представленную габброидами и подушечными базальтовыми лавами, соответствующими по составу базальтам СОХ, и восточную,представленную габбро-норитами, кварцевыми габбро, и диоритами и дайками бонинитов. Между Западной и Восточной частями расположена масштабная зона пластичных сдвигов Рюпдален, в которой расположены многочисленные тела плагиогранитов.
Образование плагиогранитов может происходить в разных обстановках - от спрединговых до субдукционных. В офиолитовых комплексах плагиограниты обычно являются последним продуктом дифференциации базальтовой магмы в нижнем габбровом слое океанической коры. Также возможно выплавление плагиогранитов из пород океанической коры, хотя это бывает довольно редко. По данным Р Селлбекк с соавторами ( Selbekk, R.S., Furnes, 1998), в комплексе Люнген присутствуют 2 типаплагиогранитов: образовавшиеся в ходе дифференциации бонинитовой магмы и выплавившиеся непосредственно из габброидов комплекса Люнген.Работа посвящаена петрологии даек плагиогранитов, расположенных в пределах сдвиговой зоны Рюпдален.
В ходе учебной практики и полевых работ были изучены дайки и линзы плагиогранитов. Дайки занимают секущее, а линзы согласное положение по отношению к главному направлению листоватости и полосчатости в амфиболизированных габброидах.Нами было обнаружено, что породы в дайках превращены в гнейсы, в т.ч., с гранатом.В работах норвежских геологов упоминается, что породы комплекса деформированы и метаморфизованы в условиях зеленосланцевой и низкотемпературной амфиболитовой фаций. По мнению Р Селлбекка с соавторами (RuneS. Selbekk, ColinJ.
Bray , 2001 Р.69-84), образование амфиболитов по габбро-норитам происходило одновременно с внедрением плагиогранитов. Согласно экспериментальным данным, выплавление плагиогранитов из пород основного состава наиболее вероятно в присутствии воды в системе (Pf
Для достижения поставленных целей были определены и выполнены следующие задачи:
1. изучить структурное положение даек;
2. дать петрографическую характеристику пород и их систематику;
3. определить метаморфические минеральные парагенезисы;
4. исследовать состав породобразующих минералов;
5. дать оценку давления и температуры равновесия минеральных парагенезисов;
6. исследовать состав плагиогнейсов и установить происхождение их протолитов;сопоставить внедрениеи метаморфизм плагиогранитов с тектонической и метаморфической историей офиолитового комплекса Люнген.
Исследованию комплекса Люнген посвящено небольшое количество работ. Это труды норвежских геологов Кваснеса с соавторами (2004), Селбекка с соавторами (1998, 2002), Фурнеса и Педерсена (1995) и Оливера и Крога (1995). Эти работы посвящены геологическому строению комплекса и геохимии и геохронологии слагающих его пород. Детального изучения метаморфизма метаморфической истории комплекса пока не было проведено. Актуальность данного исследования заключается в определении условий метаморфизма и восстановлении метаморфической истории плагиогранито-гнейсов зоны Рюпдален, что имеет значение для понимания происхождения плагиогранитов и комплекса в целом.
Защищаемые положения:
1) В габбро-норитах восточной части комплекса Люнген в пределах сдвиговой зоны Рюпдален расположены многочисленные небольшие тела (дайки и согласные линзы),
сложенные плагиогранито-гнейсами. Гнейсы отвечают по составу плагиогранитам и плагиодацитам и риолитам энсиматических островных дуг.
2) Гнейсы испытали два этапа метаморфизма. К первому метаморфическому парагенезису относится Hbl и Grt I-ой генерации. Ко второму метаморфическому парагенезису относится Grt-II-ой генерации, CZo, Chl, Tc, Fe - чермакит. В среднем РТ условия метаморфизма для первого парагенезиса составили: Т=700-800°С, P=5-6 кбар. Для второго парагенезиса: Т=300-400°С, P=13-14 кбар.
3) I-этап метаморфизма предшествовал развитию зоны Рюпдален. Условия метаморфизма близки к условиям выплавления плагиогранитов по оценкам Р. Селлбекка и мы предполагаем, что метаморфизм произошел непосредственно вслед за внедрением плагиогранитов. II -этап по условиям соответствует субдукции на глубину примерно 40-45 км. Предположительно, часть коры энсиматической островной дуги была погружена в мантию вместе с океанической корой.
КомплексЛюнген представляет собой отдельную тектоническую пластину в составе Верхнего аллохтона Скандинавских Каледонид (Рис. 1). Комплекс является фрагментом офиолитового комплексаи делится на две части: западную, представленную габброидами и подушечными базальтовыми лавами, соответствующими по составу базальтам СОХ, и восточную,представленную габбро-норитами, кварцевыми габбро, и диоритами и дайками бонинитов. Между Западной и Восточной частями расположена масштабная зона пластичных сдвигов Рюпдален, в которой расположены многочисленные тела плагиогранитов.
Образование плагиогранитов может происходить в разных обстановках - от спрединговых до субдукционных. В офиолитовых комплексах плагиограниты обычно являются последним продуктом дифференциации базальтовой магмы в нижнем габбровом слое океанической коры. Также возможно выплавление плагиогранитов из пород океанической коры, хотя это бывает довольно редко. По данным Р Селлбекк с соавторами ( Selbekk, R.S., Furnes, 1998), в комплексе Люнген присутствуют 2 типаплагиогранитов: образовавшиеся в ходе дифференциации бонинитовой магмы и выплавившиеся непосредственно из габброидов комплекса Люнген.Работа посвящаена петрологии даек плагиогранитов, расположенных в пределах сдвиговой зоны Рюпдален.
В ходе учебной практики и полевых работ были изучены дайки и линзы плагиогранитов. Дайки занимают секущее, а линзы согласное положение по отношению к главному направлению листоватости и полосчатости в амфиболизированных габброидах.Нами было обнаружено, что породы в дайках превращены в гнейсы, в т.ч., с гранатом.В работах норвежских геологов упоминается, что породы комплекса деформированы и метаморфизованы в условиях зеленосланцевой и низкотемпературной амфиболитовой фаций. По мнению Р Селлбекка с соавторами (RuneS. Selbekk, ColinJ.
Bray , 2001 Р.69-84), образование амфиболитов по габбро-норитам происходило одновременно с внедрением плагиогранитов. Согласно экспериментальным данным, выплавление плагиогранитов из пород основного состава наиболее вероятно в присутствии воды в системе (Pf
Для достижения поставленных целей были определены и выполнены следующие задачи:
1. изучить структурное положение даек;
2. дать петрографическую характеристику пород и их систематику;
3. определить метаморфические минеральные парагенезисы;
4. исследовать состав породобразующих минералов;
5. дать оценку давления и температуры равновесия минеральных парагенезисов;
6. исследовать состав плагиогнейсов и установить происхождение их протолитов;сопоставить внедрениеи метаморфизм плагиогранитов с тектонической и метаморфической историей офиолитового комплекса Люнген.
Исследованию комплекса Люнген посвящено небольшое количество работ. Это труды норвежских геологов Кваснеса с соавторами (2004), Селбекка с соавторами (1998, 2002), Фурнеса и Педерсена (1995) и Оливера и Крога (1995). Эти работы посвящены геологическому строению комплекса и геохимии и геохронологии слагающих его пород. Детального изучения метаморфизма метаморфической истории комплекса пока не было проведено. Актуальность данного исследования заключается в определении условий метаморфизма и восстановлении метаморфической истории плагиогранито-гнейсов зоны Рюпдален, что имеет значение для понимания происхождения плагиогранитов и комплекса в целом.
Защищаемые положения:
1) В габбро-норитах восточной части комплекса Люнген в пределах сдвиговой зоны Рюпдален расположены многочисленные небольшие тела (дайки и согласные линзы),
сложенные плагиогранито-гнейсами. Гнейсы отвечают по составу плагиогранитам и плагиодацитам и риолитам энсиматических островных дуг.
2) Гнейсы испытали два этапа метаморфизма. К первому метаморфическому парагенезису относится Hbl и Grt I-ой генерации. Ко второму метаморфическому парагенезису относится Grt-II-ой генерации, CZo, Chl, Tc, Fe - чермакит. В среднем РТ условия метаморфизма для первого парагенезиса составили: Т=700-800°С, P=5-6 кбар. Для второго парагенезиса: Т=300-400°С, P=13-14 кбар.
3) I-этап метаморфизма предшествовал развитию зоны Рюпдален. Условия метаморфизма близки к условиям выплавления плагиогранитов по оценкам Р. Селлбекка и мы предполагаем, что метаморфизм произошел непосредственно вслед за внедрением плагиогранитов. II -этап по условиям соответствует субдукции на глубину примерно 40-45 км. Предположительно, часть коры энсиматической островной дуги была погружена в мантию вместе с океанической корой.
По минералогическим особенностям (основной состав плагиоклаза) и химическому составу (обогащение Ca, низкое содержание K, распределение РЗЭ) плагиограниты зоны Рюпдален наиболее близки плагиогранитам энсиматических островных дуг. Плагиограниты превращены в гранатовые гнейсы. Но частично сохранились первично магматические минералы: плагиоклаз в порфирокластах и роговая обманка. Мы установили 2 генерации граната. В гранате 1-ой генерации под микроскопом наблюдается зональность, цвет граната от центра к периферии меняется от темно-розового до светло-розового. Микрозондовое исследование гранатов в разных породах показали, что гранаты разной генерации отличаются по составу, более крупные гранаты более марганцовистые и более магнезиальные, мелкие более поздние гранаты менее марганцовистые и менее магнезиальные. В гранатах 2-ой генерации 1,5-2 раза больше кальция, чем в крупных гранатах. Мы также установили две генерации амфибола - ферропаргасит и феррочермакит и установили их парагенезисы.
По нашим данным, породы комплекса Люнген испытали две стадии метаморфизма. К первому метаморфическому парагенезису относится Hbl и Grt I-ой генерации. Ко второму метаморфическому парагенезису относится Grt-II-ой генерации, CZo, Chl, Tc, Fe - чермакит. В среднем РТ условия метаморфизма для первого парагенезиса составили: Т=700-800°С, P=5-6 кбар, что в целом достаточно близко с условиям выплавления плагиогранитов данного комплекса. Для второго парагенезиса: Т=300-400°С, P=13-14 кбар, что соответствует голубосланцевой фации метаморфизма.
РТ условия для первого метаморфического парагенезиса близки к условиям выплавления плагиогранитов данного комплекса. Этот этап метаморфизма мог произойти непосредственно вслед за внедрением плагиогранитов. Полученная оценка давления превышает величину, которая могла быть в основании энсиматической островной дуги. Можно предположить, что метаморфизм должен был произойти на стадии субдукции коры островной дуги.
Полученные оценки температуры и давления для второго метаморфического парагенезиса соответствуют голубосланцевой фации метаморфизма. Такие PT-условия могут быть созданы только в результате субдукции. И мы должны предположить, что часть островодужной коры была субдуцирована вместе с океанической корой, а затем выведена к поверхности. В ходе коллизии Балтии и Лаврентии обе части офиолитового комплекса Люнген(восточная островодужная и западная океаническая) составили единую тектоническую пластину.
По нашим данным, породы комплекса Люнген испытали две стадии метаморфизма. К первому метаморфическому парагенезису относится Hbl и Grt I-ой генерации. Ко второму метаморфическому парагенезису относится Grt-II-ой генерации, CZo, Chl, Tc, Fe - чермакит. В среднем РТ условия метаморфизма для первого парагенезиса составили: Т=700-800°С, P=5-6 кбар, что в целом достаточно близко с условиям выплавления плагиогранитов данного комплекса. Для второго парагенезиса: Т=300-400°С, P=13-14 кбар, что соответствует голубосланцевой фации метаморфизма.
РТ условия для первого метаморфического парагенезиса близки к условиям выплавления плагиогранитов данного комплекса. Этот этап метаморфизма мог произойти непосредственно вслед за внедрением плагиогранитов. Полученная оценка давления превышает величину, которая могла быть в основании энсиматической островной дуги. Можно предположить, что метаморфизм должен был произойти на стадии субдукции коры островной дуги.
Полученные оценки температуры и давления для второго метаморфического парагенезиса соответствуют голубосланцевой фации метаморфизма. Такие PT-условия могут быть созданы только в результате субдукции. И мы должны предположить, что часть островодужной коры была субдуцирована вместе с океанической корой, а затем выведена к поверхности. В ходе коллизии Балтии и Лаврентии обе части офиолитового комплекса Люнген(восточная островодужная и западная океаническая) составили единую тектоническую пластину.
Подобные работы
- Петрология плагиогранитов зоны Рюпдален в офиолитовом комплексе Люнген,
Северная Норвегия
Магистерская диссертация, геология и минералогия. Язык работы: Русский. Цена: 5700 р. Год сдачи: 2016