Определение последовательности эндогенных процессов

В полиметаморфических и полискладчатых комплексах обычно проявлены многочисленные складчатые и разрывные деформации, метаморфизм, ультраметаморфизм и магматизм. Их последовательность устанавливается поэтапно: сначала на отдельных обнажениях, затем посредством корреляции и прослеживания реперных границ, пород или процессов - на участках и далее – в пределах района, региона и т.д.

В первую очередь необходимо выявлять соотношение процессов складчатости, метаморфизма, мигматизации (рис. 6.29) и внедрения интрузивных тел (рис. 6.30) на отдельных обнажениях и участках и коррелировать их как между собой, так и со структурными элементами, проявленными в районе. Например, жилы гранита (γ₂) секут складки F₁ и лейкосому (γ₁) мигматитов, а на другом обнажении они (γ₂) сминаются в складку F₂ и секутся дайкой долеритов (β₁).

Рис. 6.30 Дайка, пересекающая складку. а – вид до деформации, б – вид после наложенной деформации
Рис. 6.29. Доскладчатое (а) и синскладчатое (б, в, г) развитие лейкосомы (чёрное) мигматитов.

Последовательность проявления и относительный возраст складчатых деформаций определяется не только по соотношению их с разновозрастными интрузивными образованиями, но и по характеру изменений положения осевых поверхностей, шарниров, линейности и т.д. (см. рис.3. в 3-ей главе.).

Построение шкалы относительной последовательности эндогенных процессов.

В шкале последовательности эндогенных процессов должны быть отражены в относительной возрастной последовательности (от ранних → к поздним) все хрупкие и пластические деформации, этапы метаморфизма и мигматизации, а также определено относительное положение всех интрузивных образований. Эта шкала должна отражать последовательность всех эндогенных процессов, которые проявились на всей изучаемой площади не зависимо от их распространённости (исходя из неоднородности и не повсеместности проявления каждого из этапов или фаз складчатых и разрывных деформаций, а также метаморфизма и ультраметаморфизма). Завершающим этапом в построении шкалы является определение абсолютного возраста процессов метаморфизма, мигматизации и интрузивных тел изотопными радиологическими методами – K-Ar, Rb-Sr, U-Pb, Sm-Nd и др. В качестве примера приведена шкала по Ёнскому району С-З Беломорья (табл. 4).

Выделение тектоно-метаморфических циклов.

Тектоно-метаморфический цикл (ТМЦ) по Ю.В. Миллеру (1996) отвечает заключительной стадии цикла Вильсона – коллизии, субдукции, обдукции и т.п. Продолжительность его может быть от нескольких млн. лет до десятков в фанерозое и до нескольких сотен млн. лет в раннем докембрии. По своей сути тектоно-метаморфический цикл рассматривается как совокупность эндогенных процессов, отражающих становление (прогрессивная стадия) и затухание (регрессивная стадия) коровой термальной аномалии: от хрупких деформаций к пластическим и обратно; стадийность степени метаморфизма (проградный и ретроградный этап), ультраметаморфизма, метасоматоза и магматизма.

Обычно цикл начинается со становления парагенезиса послойного и внутрислоевого течения, реже с покровного парагенезиса. Вторая стадия выражается в становлении парагенезиса линейной складчатости и/или купольных структур и температурным пиком метаморфизма. Цикл завершается развитием крутопадающих зон рассланцевания, системами кинк-бандов, трещин, разрывов, обусловленных падением P-T параметров метаморфизма и возрастанием вязкости пород. Циклы могут быть полными, представленные структурами обеих стадий, и неполными или редуцированными, в которых парагенезис послойного течения не проявляется. Полные циклы проявляются в условиях высокого метаморфизма, а неполные – на верхних уровнях земной коры в условиях слабого метаморфизма. В полных циклах пик метаморфизма обычно приходится на границу между первой и второй стадиями. В неполных циклах положение пика условно и одинаковые температуры метаморфизма могут сохраняться длительно.

Максимум ультраметагенных плгиогранитоидов приурочен к термальному пику метаморфизма. Позднескладчатые гранитоиды обычно обогащены калиевым полевым шпатом. Базиты занимают в тектоно-метаморфическом цикле различное положение – могут быть ранние, на границе между первой и второй стадиями и поздние, образующиеся после завершения складчатых деформаций.

Схема последовательности эндогенных процессов С-З Беломорья

(Пожиленко и др.,2000)

Таблица №4

ТМЦ	Этап	Деформации, магматизм, метаморфизм, мигматизация	Возраст процессов (млн. лет), объект и метод датирования	№ *
Mz-Kz	VIIn	Разрывные деформации
Pz	VIn	Дайки лампрофиров, мелилититов, ще- лочных пикритов и др. интрузии.	368±15, 360±16 (ультрамафиты, K-Ar)	1*
Разрывные деформации
PR2	Vn	Разрывные деформации, дайки (?)
IV (PR1)	IV-D3	Разломы. Жилы пегматитов, дайки
IV-D2	Линейные зоны рассланцевания на фоне общего понижения Т	1750-1700 (мусковит, 40Ar/39Ar), 1870-1780 (рог. обманка, 40Ar/39Ar)	3*, 4*
IV-D1	Диафторез - локальный и зональный метаморфизм	1893 (U-Pb, циркон, лейкосома g) 1940±15 (сфен из метагаббро-норитов)	2* 5*
III (PR1)	III-D4	Разломы, пегматиты, граниты, базиты
III-D3	Складки сжатые до изоклинальных
III-D2	Метаморфизм (Сц, МП)	2354±2 (U-Pb, циркон из диорита)	5*
III-D1	Диориты Граниты, пегматиты Метаморфизм (Сц, МП)	2356±6 (U-Pb, циркон из диорита) (2360-2400)±50 (ТИЭ, циркон, гранит) 2403±6 (U-Pb, циркон, метаанортозит)	5* 6* 2*
	Друзиты, анортозиты, габбро, габбро-нориты и др.	2460±9 (U-Pb, циркон, габбронорит) 2491±13 (U-Pb, циркон, габбронорит)	5* 2*
II (AR22)	II-D6	Открытые складки, разломы.Пегматиты
II-D5	Складки сжатые, переходящие в открытые. Метаморфизм	2530±36 (Rb-Sr, метавулканиты)
II-D4	Метаморфизм, мигматизация, гранити- зация - (Сц, МП)	2516±16 (U-Pb, циркон из метадацита) (2500-2520)±40 (ТИЭ, циркон, гнейс)	* 6*
	Габбро, габбро-нориты - друзиты Пегматиты, граниты	(2560-2570)±40 (циркон из гранитов, ТИЭ)	6*
II-D3	Метаморфизм Складки сжатые до изоклинальных	(2630-2650)±30 (циркон из гранитов и ки-гр-би гнейсов, ТИЭ).	6*
	Граниты, пегматиты. Друзиты.
II-D2	Изоклинальные внутрислоевые складки, метаморфизм Мигматит-граниты	(2700-2710)±50 (циркон из ки-гр-би гнейса, ТИЭ). (2660-2670)±60 (циркон из жилы гранита,ТИЭ).	6*
	Граниты, гранодиориты Мигматит-граниты	(2720-2750)±30 (циркон, ТИЭ), 2734 (Sm-Nd модельный) - гранодиорит	6*
II-D1	Метаморфизм (Сц, МП), мигматизация (МП), мигматит-граниты	2744±6, 2737±8 (U-Pb, циркон из мета- дацита). (2700-2710)±50 (ТИЭ, циркон из ки-гр-би гнейса).	6* 6*
	Накопление пород, исходных для гней-сов и амфиболитов ёнского комплекса. Базиты. Гранодиориты и тоналиты.	2778±4 ( магм.циркон, U-Pb), 2765 (Sm-Nd модельный) - метадацит 2809±10 (U-Pb, циркон, тоналит)	6* 7* 9*
I (AR21)	I-D4	Открытые складки. Разломы. Базиты.
I-D3	Изоклинальные складки
I-D2	Изоклинальные складки (главные севе-ро-восточные складки), метаморфизм
	Диориты, базиты, мигматит-граниты
I-D1	Метаморфизм, мигматизация
	Формирование пород, исходных для ки-гр-би гнейсов риколатвинской и чупин-ской толщи гнейсов основания	2929 (порода, Sm-Nd модельный) 2947±47 (порода, Rb-Sr )	7* 8*

Примечание. В последнем столбце цифры со звездочками (*) - литературные источники: 1 - [Beard et al, 1996]; 2 - [Кислицын и др., 2000]; 3 - [De Jong et al, 1996]; 4 - [De Jong et al, 1998]; 5 - [Кудряшов, 1997]; 6 - [Пожиленко и др., 1995]; 7 - [Timmerman, Daly, 1995]; 8 - [Кудряшов, 1996]; 9 –[Balashov et al, 1992]

На практике выделение ТМ циклов только на основе смены хрупких деформаций пластическими и, наоборот, даже с учётом гомодромной направленности магматизма, но без определений абсолютного возраста пород и процессов недостаточно объективно. И не очень помогают даже данные по содержанию петрогенных, рудных, редких и редкоземельных элементов в коррелятных образованиях. В качестве примера выделения циклов приведена схема последовательности эндогенных процессов по Ёнскому району С-З Беломорья (табл. 4). В основе её полевые наблюдения обо всех проявлениях эндогенных процессах в районе, которые были задокументированы, а затем некоторые из них были продатированы геохронологическими методами.