Введение к работе
Актуальность исследования. Термодинамические режимы метаморфизма и направленность их эволюции являются хорошими индикаторами тектонических процессов, что подчеркивалось многими исследователями (Ellis, 1987; Bohlen,1991, Spear,1993). В числе актуальных проблем связи тектоники и эндогенных процессов, наряду с выявлением общих закономерностей в пространственном и временном распределении типов метаморфизма, выделяется вопрос о механизме перемещения глубинных метафорических и интрузивных образований к поверхности (Добрецов, 1995), а так же связь режимов метаморфизма с тектонической эволюцией региона. Кандалакшско-Колвицкая структурно-формационная зона Беломоро-Лапландского пояса является благоприятным объектом для исследований подобного рода. Интерес к изучению метаморфических процессов в Кандалакшско-Колвицкой зоне вызван присутствием в ее составе разноглубинных интрузивных и супракрустальных пород, совмещенных в настоящее время на одном эрозионном срезе. Сдвиговые деформации, интенсивно проявленные в этой зоне, позволяют определить направление относительного транспорта вещества. Анализ эволюции метаморфизма, предшествовавшего и сопряженного со сдвиговыми деформациями, позволяет построить геодинамическую модель развития региона.
Цель и задачи работы.
Целью дшшой работы, являющейся составной частью проекта INTAS-РФФИ N 95-1330 "The geological evolution of the Boundary Zone between the Belomorian Structural Province and Karelian Craton in the White-Sea-Northern Karelian Area of the Baltic Shield. Comparison with Margin of Contemporaneous Paleoproterozoic Collision", являлось установлеіше Р-Т режимов эволюции интрузивных и супракрустальных пород и их связи с тектоническими процессами в Кандалакшско-Колвицкой структурно-формационной зоне. Задачи
-
Восстановление последовательности минералообразования и оценка Р-Т условий формироваїшя реакционных структур интрузивных пород основного состава Кандалакшско-Колвицкой зоны.
-
Установлеіше направленности эволюции процессов метаморфизма и оценка Р-Т условий формирования зон бластомилоіштизации (shear-zones).
3. Построение геологически и петрологически обоснованных P-T-t трендов
метаморфической эволюции пород.
4. Расчет Р-Т условий формирования Opx-Sill парагенезиса в зоне тектонического
меланжа.
Научная новизна рабоїьі Впервые для Кандалакшско-Колвицкон зоны доказано синкинематическое внедрение нескольких генераций даек основного состава, которое происходило в глубинных условиях. Показано, что формирование реакционных структур в Колвицком габбро-анортозитовом массиве отражает длительный период постмагматической эволюции пород, включающий: компрессионное и изобарическое остывание пород и последовавшую за этим ретроградную декомпрессию. Рассчитаны P-T-t тренды метаморфической эволюции пород. Установлена регрессивная направленность процессов метаморфизма, связанных с заложением зоны тектонического меланжа, являющейся фронтальной частью Лапландского надвига (выражением поверхности сместителя), располагающейся в основании Лапландского покрова.
Фактический материал Геологической основой для петрологический исследований послужили полевые исследования района, проводившиеся автором в 1994-1995 гг. совместно с В.А.Глебовицким, В.В.Балаганским, Д.Бриджуотером, М.Маркером и Ф.Менгелом, а так же анализ картографического материала, опубликованного В.В.Балаганским, М.Н.Богданаовой и М.М.Ефимовым. Основу для петрологических исследований составил анализ каменного материала отобранного автором работы. Микрозондовые исследования химического состава минералов проводились автором в лаборатории локальных методов п/о "Механобр-аналит" (Санкт-Петербург) и минералогической лаборатории Университета Г.Копенгаген (Дания). Всего было обработано около 1000 химических анализов минералов и проведено исследование около 40 образцов горных пород.
Практическая значимость Реконструированные в данной работе P-T-t тренды эволюции супракрустальных и интрузивных пород могут быть использованы при построении геологически и петрологически обоснованной модели тектонического развития не только Кандалакшско-Колвицкой зоны, но и всего Беломорско-Лапландского
пояса. Установлешпле закономерности формирования реакционных (коронарных) структур в Колвицком массиве могут быть использованы при исследованиях аналопгчных пород (друзитов), которые типичны для всего Беломбрско-Лапландского пояса. В частности, тот факт, что первично-магматические минералы вовлекаются в новые равновесия с реакционными фазами, могут позволить провести корректную интерпретацию возрастных дштых при построении шшеральиых изохрон с использованием первично-магматических минералов.
Работа может иметь и методическое значение. Использованный в работе метод реконструкции Р-Т условіиі шшеральиых равновесий, позволяет сделать вывод, что не всегда реакционные соотношения между минералами свидетельствуют, что между ними не достигалось химического равновесия. Сами реакциошіьіе структуры подобного типа являются надежными индикаторами направленности метаморфических процессов, а анализ последовательности их возникновения позволяет построить петрологически обосновшшые Р-Т тренды эволюции пород. Апробация работы
Основіїьіе положения диссертации были доложены на 9 Международном Котрессе Ассоциации Европейского Геологического Сообщества в Санкт-Петербурге в 1995 году, на рабочем совещании по проекту EUROPROBE в Финляндии (Lammi) в 1996 году и на Европейском Геологическом Конгрессе в Стратсбурге (Франция) в 1997 году. По теме диссертации опубликовано 9 работ и 2 находятся в печати (1997 год). Благодарности
В заключении автор хотел бы выразить искреннюю благодарность своему научному руководителю проф. В.А.Глебовицкому, без поддержки которого, проведение данной работы было бы невозможно. Особую благодарность следует выразить проф. Д.Бриджуотеру (Геологический музей, Дания) и др. Ф.Менгелу (Литосферный центр, Дания) за любезно предоставленные для исследований образцы и возможность провести микрозондовые исследования в минералогической лаборатории Ушшерситета Г.Копенгагена! Защищаемые положения
1.Последовательность минералообразования н Р-Т условия формирования реакционных (коронарных) структур в массивных разновидностях
Колвицкого габбро-анортознтового массива отражают остывание интрузивных пород сначала при повышающемся и постоянном, а за тем и при снижающемся давлении. Изобарическое и дскомпрессиошгае остывание происходило синхронно с метаморфизмом пород в зонах бластомнлонитнзации.
2.Особенностью дайкового магматизма в пределах Колвицкой подзоны
является синкинематическое внедрение нескольких генераций даек базитов,
кристаллизация которых происходила в глубинных условиях,
соответствующих давлению 10-11 кбар.
3.Формирование Opx-Sill парагенезиса в породах, слагающих основание Лапландского покрова, связано с субизобарическим остыванием пород при высоких давлениях (около 9 кбар), за которым последовала субизотермальная декомпрессия. В верхних частях покрова резкая декомпрессия предшествовала остыванию пород.
4.Направленность метаморфической эволюции пород в зонах бластомилонитизации (shear-zones) сумийского (около 2.4 млрд.лет) и свекофеннского (около 1.9 млрд.лет) возрастов свидетельствует,, что сдвиговые деформации, во всех изученных участках Кандалакшско-Колвнцкой зоны, являлись отражением тектонических процессов, приводивших к перемещению глубоко метаморфизованных пород на более высокие уровни коры.
Объем и структура работы