Геохимия докембрийских метатерригенных пород юго-западного обрамления Сибирского кратона

Актуальность исследования.

Исследование докембрийских блоков в складчатом обрамлении юго-западной окраины Сибирского кратона, в строении которых широко представлены метаседиментогенные толщи, приобрело особое значение в связи с обсуждением вопросов, касающихся ранних этапов эволюции коры Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП). Высокометаморфизованные породные ассоциации, слагающие Канский и Арзыбейско-Дербинский блоки традиционно коррелировались с докембрийскими комплексами Сибирского кратона, а сами блоки нередко рассматривались в качестве его отторженцев. Метатерригенно-карбонатные комплексы, доминирующие в пределах Дербинского антиклинория, относились к отложениям пассивной континентальной окраины, что косвенно указывало на древний кратонический источник сноса терригенного материала. Терригенные осадки дают информацию о составе, происхождении и эволюции континентальной коры. Для анализа источников сноса и условий накопления осадочных образований применяются разнообразные петрои геохимические методы (Юдович, 1981; Неелов, 1980; Маслов, 2005; Розен и др., 1999; McLennan, 1989; Cullers et al., 1975. Тейлор, МакЛеннан, 1988; Condie, 1993 и др.). Изотопно-геохимические Sm-Nd исследования осадочных пород (De Paolo, 1977) позволяют определить средний модельный возраст источников сноса (O'Nions et al., 1983) и оценить нижнюю возрастную границу накопления толщ. Анализ изотопно-геохимических данных особенно важен при исследовании метаморфизованных осадочных пород (Предовский, 1970; Милькевич, Мыскова, 1998), поскольку в результате метаморфизма они утратили свои первичные литологические характеристики. Это и определяет актуальность изотопно-геохимического исследования метатерригенных осадочных комплексов докембрийских блоков в складчатом обрамлении Сибирского кратона, направленного на выяснение состава их питающих провинций и оценку времени седиментации.

Цели и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является реконструкция источников сноса, выяснение времени и условий осадконакопления метатерригенных пород докембрийских террейнов юго-западного складчатого обрамления Сибирского кратона на основе петро-геохимических и изотопных данных. Задачи исследования:

1. петро-геохимическая типизация пород и реконструкция их протолитов.

2. изучение Sm-Nd изотопного состава и расчет модельного возраста метатерригенных пород;

3. определение области питания и состава пород, послуживших источником сноса;

4. анализ вклада рециклированного и ювенильного корового материала в области эрозии на основе данных по редкоэлементному (РЗЭ, U, Th, Sc) и изотопному составу метатерригеных пород;

5. оценка времени и условий осадконакопления.

Объекты исследования.

Объектами настоящего исследования послужили докембрийские метатерригенные породы Центрального и Идарского террейнов, являющихся частью Канского блока, Дербинского и Арзыбейского террейнов, входящих в состав единого Арзыбейско-Дербинского композитного блока в пределах юго-западного складчатого обрамления Сибирского кратона.

Фактический материал и методы исследования.

Основой диссертации послужила коллекция, собранная в ходе полевых работ 1986;1997 г. г. Большая часть материалов была любезно предоставлена автору д.г.-м.н. А. Д. Ножкиным и д.г.-м.н. О. М. Туркиной. Работа базируется на материале 280 проб. Лабораторные исследования включали петрографическое изучение шлифов (-200 шлифов) — определение радиоактивных элементов (280 проб), петрогенных 152 анализаредких и редкоземельных элементов 48 анализовSm-Nd изотопные исследования 15 проб.

Анализ пород выполнен в Аналитическом центре Института геологии и минералогии СО РАН. Петрогенные элементы определены рентгено-флюоресцентным (аналитики А. Д. Киреев, Н.М. Глухова) — U, Th, К — гамма-спектрометрическим (аналитики А. С. Степин, Н.И. Чернакова) — Rb, Ва, Sr, Cr, Ni, Со, V — атомно-абсорбционным (аналитик Г. М. Мельгунова) — Zr, Nb, Y — рентгенофлюоресцентным с синхротронным облучением методами (аналитики М. С. Мельгунов, Ю.П. Колмогоров). Инструментальный нейтронно-активационный анализ использован при определении Та, Hf, Sc, РЗЭ (аналитики В. А. Бобров, С. Т. Шестель, B.C. Пархоменко). Определения изотопных составов Sm и Nd выполнены в Геологическом институте Кольского научного центра РАН (г. Апатиты) (аналитики П. А. Серов, А.А. Деленицын). Методика Sm-Nd исследований детально описана в работе (Баянова, 2004). Датирование времени метаморфизма по амфиболу и биотиту проведено Аг-Аг методом в Аналитическим центре ИГМ РАН. Изотопный состав Аг измерялся на масс-спектрометре «Micromass Noble Gas 5400» .

Основные защищаемые положения.

1. Метатерригенные отложения (метаграувакки) Центрального террейна Канского блока, обогащенные некогерентными редкими элементами на уровне PAAS, согласно изотопно-геохимическим данным имели локальный источник сноса, представленный раннепротерозойскими вулканическими комплексами субдукционной природы. Метаграувакки Идарского террейна обладают широкими вариациями редкоэлементного и Sm-Nd изотопного состава, что отражает их формирование в результате смешения терригенного материала, образованного при эрозии мезо-неопротерозойских океанических комплексов и раннедокембрийской континентальной коры.

2. Метатерригенные породы Арзыбейско-Дербинского блока петрохимически соответствуют ряду пород от граувакк до аргиллитов с примесью карбонатного материала. Их потенциальные источники сноса, судя по изотопно-геохимическим данным включали мезопротерозойские магматические ассоциации островных дуг и более геохимически зрелые раннедокембрийские гранитоидные и метаморфические комплексы.

3. Исходные терригенные осадки Центрального террейна Канского блока формировались в раннем протерозое (< 2,3 млрд. лет) и были метаморфизованы на рубеже 1,86 млрд. лет. В Идарском террейне осадконакопление происходило в интервале 1,3−0,6 млрд. лет. Накопление терригенных осадков Арзыбейско-Дербинского блока происходило в неопротерозое (<1,0 млрд. лет), а их метаморфизм в позднем венде-кембрии (560−500 млн. лет).

Научная новизна работы.

Впервые для метатерригенных пород Канского и Арзыбейско-Дербинского блоков было проведено комплексное изотопно-геохимическое исследование. Показано, что по петрохимическому составу метатерригенные породы Канского и Арзыбейско-Дербинского блоков соответствуют грауваккам и являются петрогенными или «first cycle» породами, что создает основу для реконструкции их источников сноса на основании распределения немобильных при седиментации и метаморфизме элементов. В результате анализа Sm-Nd изотопных данных по метатерригенным породам и оценки времени их метаморфизма впервые обоснована связь седиментации с различными этапами геологической истории: раннепротерозойским в Центральном террейне Канского блока и мезо-неопротерозойским в Арзыбейско-Дербинском блоке и Идарском террейне Канского блока. Установлено, что формирование осадочных отложений докембрийских террейнов в обрамлении Сибирского кратона происходило за счет эрозии разновозрастных протерозойских островодужных комплексов при ограниченном участии более древней, раннедокембрийской коры, которая могла быть представлена комплексами окраины Сибирского кратона или террейнов с палеопротерозойской корой.

Практическая значимость работы.

В работе апробирован комплекс петро-геохимических и изотопно-геохронологических методов и обоснована перспективность его применения для расчленения и корреляции сходных по литологии метаморфических толщ. Полученные новые данные о времени седиментации позволяют внести коррективы в представления о геологическом строении исследуемого региона и могут быть использованы при разработке современной корреляционной схемы магматических и метаморфических комплексов Восточного Саяна.

Апробация работы и публикации.

По теме диссертации автором опубликовано 21 печатная работа, в том числе 5 статей в рецензируемых журналах. Результаты были доложены на научных конференциях «Современные проблемы геохимии» (г. Иркутск, 2004), «Литохимия в действии» (г. Сыктывкар, 2006) и региональном литологическом совещании «Цитологические аспекты геологии слоистых сред» (г. Екатеринбург, 2006).

Работа выполнена в рамках плана НИР Института геологии и минералогии СО РАН, при поддержке РФФИ (гранты № 04−05−64 301 и 01−05−65 160) и Интеграционного проекта СО РАН № 6.6 «Докембрийские осадочные последовательности Урала и Сибири: типы и характер источников сноса, долговременные вариации состава коры, проблема рециклинга»).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения общим объемом 167 страниц машинописного текста, который иллюстрируется 28 рисунками, 17 таблицами, 6 фотографиями.

Список литературы

включает 166 наименований.

Выводы.

На основании анализа данных по Sm-Nd изотопному составу гранитоидов и кислых метавулканитов в пределах Канского и Арзыбейско-Дербинского блоков выделены палеои мезо-неопротерозойские этапы корообразования, которые коррелируют со временем седиментации в каждом из рассматриваемых террейнов.

В Центральном террейне Канского блока накопление осадков происходило в палеопротерозое. Об этом свидетельствуют модельный возраст метатерригенных пород (2,3−2,6 млрд. лет) и возраст переслаивающихся с ними ортогнейсов (~2,3 млрд. лет), кроме того, наиболее ранние метаморфические преобразования пород, судя по U-Pb датированию цирконов ортогнейсов, также зафиксированы в палеопротерозое (1,86 млрд. лет).

Терригенное осадконакопление в Идарском террейне (T (DM)=1.3−2,5 млрд. лет) Канского блока началось не ранее 1,3 млрд. лет, о чем свидетельствуют минимальные значения модельного возраста, а верхний предел фиксируется проявлением метаморфизма на рубеже 590 млн. лет (Ножкин и др., 2007), следовательно, седиментация происходила в мезо-неопротерозое.

В Арзыбейском и Дербинском террейнах с мезо-неопротерозойской корой терригенное осадконакопление началось не ранее неопротерозоя, о чем свидетельствует диапазон модельного Nd возраста подстилающих (мета)магматических (1,0−1,1 млрд. лет) комплексов и интрудирующих метатерригенные породы гранитоидов (0,8−1, 0 млрд. лет) (Ножкин и др., 2005аТуркина и др., 20 076), а также минимальные T (DM) метатерригенных пород (1,0 млрд. лет), общий диапазон которых составляет 1,0−2,0 млрд. лет. Верхний возрастной предел седиментации для Арзыбейского террейна ограничивается возрастом ~560 млн. лет постскладчатых гранитов Широкологской интрузии (Туркина и др., 20 046), а для Дербинского — U-Pb возрастом (500 млн. лет) циркона из кварцевых синскладчатых диоритов, залегающих в метаседиментогенной толще (Ножкин и др., 2005а).

5.1. Докембрийские изотопные провинции Центрально-Азиатского складчатого пояса.

Изотопные данные используются для оценки состава и возраста источников магматических и других пород, а также для характеристики корообразующих процессов. Вопросы о природе, времени формирования и последующей эволюции коры микроконтинентов являются ключевыми для понимания ранних этапов становления структур Центрально-Азиатского складчатого пояса. Среди исследованных к настоящему времени выделяются составные микроконтиненты, включающие блоки с раннедокембрийской корой и микроконтиненты с рифейской корой, образованные преимущественно метаосадочными комплексами (Коваленко и др., 1999).

В южном обрамлении Сибирского кратона докембрийская изотопная провинция включает Дзабханский, Хангайский и Тувино-Монгольский микроконтиненты (рис. 5.10). Дзабханский микроконтинент включает Байдарикский блок, в пределах которого были выявлены тоналит-трондьемитовые гнейсы (байдарагинский комплекс) (2833±35 млн. летSHRIMP) с модельным возрастом TNd (DM)=3,1−3,3 млрд. лет и еш (2,65) = - 3,7.-0,9 (Козаков и др., 2007). Геолого-геохронологические исследования (U-Pb метод по цирконам) палеопротерозойских гранитоидов Байдарикского блока показали, что становление главных картируемых структур в его основании произошло в интервале 1854±5 и 1825±5 млн. лет (Козаков и др., 1997), а более ранние метаморфические события, установленные в бумбугерском комплексе, протекали в интервале 2364±6 — 2308±4 млн. лет (Козаков и др., 2007). Палеопротерозойские гранитоиды характеризуются архейскими (3,1−2,9 млрд. лет) и палеопротерозойскими (2,5 млрд. лет) Nd модельными возрастами. Величина еш варьирует от -11,5 до -3,3 и -1,5 соответственно (Козаков и др., 2007). Метатерригенные породы Байдарикского блока (бумбугерский комплекс) имеют близкие Nd изотопные характеристики — Тш (Е>М) ~ 3,0 млрд. лет, а клинопироксени биотит-амфиболовые гнейсы ~2,9 млрд. лет (Козаков и др., 2007). Геохронологические и Sm-Nd изотопные исследования раннепротерозойских и архейских гранитоидов и супракрустальных комплексов позволили обосновать проявление архейских корообразующих процессов (2,9−3,3 млрд. лет). Главные рубежи в геологическом развитии архейских образований Байдарикского блока аналогичны известным для фундамента древних платформ, а становление его структуры происходило в конце раннего протерозоя, как и в краевых выступах Сибирского кратона (Козаков и др., 1997).

Хангайский микроконтинент контактирует с Байдарикским блоком с запада и юго-запада. Большая часть Хангайского микроконтинента перекрыта девонскими и каменноугольными терригенными толщами Хангайского прогиба, прорванными гранитоидами одноименного батолита (возраст 270−250 млн. лет) (Коваленко и др., 2003). Эти гранитоиды имеют мезопротерозойский Nd-модельный возраст (Тш (ОМ-2st) =1,4−1,1 млрд. лет) и eNd = -4,4. .+0,2.

Тувино-Монгольский составной микроконтинент состоит из Слюдянского, Хамардабанского, Сангиленского и Гарганского блоков.

Раннедокембрийские плагиогнейсы и плагиогранитоиды тоналит-трондьемитового состава Гарганского блока имеют мезоархейский Nd модельный возраст — TNd (DM)=2,8−3,0 млрд. лет (Туркина, Бурдаков, 2007) с возрастом метаморфизма -2,66 млрд. лет (U-Pb метод по циркону) (Ковач и др., 2005). Тоналиты сумсунурского комплекса с U-Pb цирконовым возрастом 785+11 млн. лет (Кузьмичев, 2004), прорывающие фундамент Гарганского блока характеризуются резко отрицательной величиной eNd = -13,2 и позднеархейским Nd-модельным возрастом TNd (DM)-2,5 млрд. лет. Метатерригенные породы Слюдянского блока, имеют палеопротерозойский Nd-модельный возраст (TNd (DM-2st) =2,2−1,9 млрд. лет) с eNd (0,49)=-ll, 8.-7,7 (Сальникова и др, 2000). Прорывающие их синтектонические (488+0,5 млн. лет) и постектонические (471+2 млн. лет) (Котов и др., 1997; Sal’nikova et al., 1998) гранитоиды имеют Тш (ОМ) =1,2−1,0 млрд. лет с eNd = 2,2.0,7 изотопные провинции Неопротерозойская Мезопротерозойскак Раннедокембрийска-:

90°.

96°.

102″ .

108°.

Рис. 5.10. Схема изотопных провинций ЦАСП (составлена по (Коваленко и др., 2003) с дополнениями автора).

Блоки: I — Дзабханский, II — Хангайский, III — Тувино-Монгольский (IliaСлюдянский, Шб — Хамардабанский, Шв — Гарганский, Шг — Сангиленский), IVaБаргузино-Витимская, IV6 — Удино-Витимская структурные зоны, V — Алтае-Монгольский, VI — Канский (Via — Центральный, VI6 — Идарский террейны), VIIАрзыбейско-Дербинский. и TNd (DM) =1,4−1,2 с ека =-3,7.-2,5 соответственно. TNd (DM-2st) для гранитов (500 млн. лет) Хамардабанского блока варьирует от 2,5 до 2,2 млрд. лет с sNd = -15,5.-12,0. Геохронологические и Sm-Nd данные для гранитоидов обоих блоков свидетельствуют о смешанном источнике (Коваленко и др., 2003).

Среди метаморфических комплексов Сангнленского блока выделяются преимущественно мигматит-гнейсовые эрзинский и моренский комплексы и карбонатные, терригенно-карбонатные и терригенные тощи (нарынский комплекс). Большая часть конкордантных и субконкордантных оценок возраста, полученных в результате U-Pb геохронологических исследований для детритовых цирконов из метатерригенных пород эрзинского и моренского комплексов, попадает в интервалы 0,76−0,90 млрд. лет (Козаков и др., 2001). Минимальную возрастную границу накопления этих толщ определяет возраст прорывающих их гранитов — 536+1−6 млн. лет (U-Pb метод по цирконам) (Козаков и др., 1999). То есть, накопление терригенных толщ вероятнее всего произошло в конце позднего рифея — венде. Оценки Nd модельного возраста эрзинского, моренского и нарынского комплексов, значительно превышают возраст осадконакопления и находятся в интервале 1,6−2,1 млрд. лет (Козаков и др., 2001). Наряду с геохронологическими исследованиями эти данные показывают, что накопление терригенных толщ моренского и эрзинского комплексов произошло в конце рифея — в венде за счет источников преимущественно позднерифейского возраста (породы основного, среднего и кислого состава энсиалических островных дуг), а в качестве другого источника, судя по единичным оценкам возраста детритового циркона (1,5- 1,9 и 2,6 млрд. лет (Козаков и др., 2001)) служили породы более древней континентальной коры (например, кристаллические комплексы микроконтинентов с дорифейским основанием). Раннее метаморфическое событие (метаморфизм амфиболитовой фации) зафиксировано в моренском комплексе 536±6 млн. лет назад. Осадочные породы эрзинского комплекса подверглись гранулитовому метаморфизму 494±11 млн. лет назад. U-Pb датирование цирконов из гранитоидов показало, что образовались они в интервалах 536±6 — 521±12 млн. лет и 497±4 — 489±3 млн. лет назад (Salnikova et al., 2001). Для них установлен Nd-модельный возраст 1,8−1,5 млрд. лет с SNd =-6,2.-3,0 и 1,4−1,2 млрд. лет с Еыа =-2,5.+0,5 соответственно. Первые были образованы скорее всего при частичном плавлении вмещающих их толщ. Более древний по сравнению с позднерифейским модельный Nd возраст постколлизионных гранитоидов мог быть вызван добавками терригенного материала более древней коры к ювенильной позднерифейской коре (Козаков и др., 2003).

В районе Западного Забайкалья для наиболее крупной Бургузино-Витимской зоны большинство модельных датировок гранитов отвечает интервалу Tnci (DM-2st)=1350−1650 млн. лет с ——16,2.-10,6. Лишь вдоль северо-западного края, где обнажены высокометаморфизованные породы, прослеживаются участки с более древними датировками 1,9−2,4 млрд. лет с eNd—7,1.-0,4 (Ярмолюк и др., 1999). Гранитоиды Удино-Витимской зоны имеют T>jd (DM-2st) = 1,4−0,9 млрд. лет и е^—3,4.+1,7 (Сергеева и др., 2001).

В Алтае-Саянской области докембрийская изотопная провинция включает Алтае-Монгольский террейн. Sm-Nd модельный возраст протолитов известково-щелочных и редкометалльных гранитоидов 1,19−1,39 млрд. лет. В пределах этой провинции все изученные гранитоиды характеризуются отрицательными значениями eNd от -1,3 для среднепалеозойских известково-щелочных до -4,7 для раннеюрских редкометалльных гранитов (Крук и др., 1999). Модельные возраста метаморфических пород близки протолитам гранитоидов Тад (ОМ) = 1,5−1,3 млрд. лет. По своим петрои геохимическим особенностям метатерригенные породы сопоставимы с продуктами разрушения коры переходного типа (примитивные и развитые островные дуги) (Плотников и др., 2003).

В северо-западном Присаянье (рис. 5.11) контуры палеопротерозойской изотопной провинции соответствуют Центральному террейну Канского блока, сложенному метавулканогенно-осадочным комплексом субдукционного происхождения. Ортогнейсы этой структуры с возрастом ~2,3 млрд. лет (Ножкин и др., 2001) характеризуются положительными eNd (1,8.3,0) и T (DM) — 2,4−2,5 млрд. лет. Близкие значения модельного возраста — 2,3−2,6 млрд. лет установлены и для парагнейсов, протолиты которых по составу соответствуют грауваккам островных дуг (Туркина и др., 20 076).

Фрагменты мезопротерозойской островодужной коры были выделены в структурах Арзыбейского и Дербинского террейнов. Островодужные и коллизионные тоналиты и трондьемиты Арзыбейско-Дербинского блока характеризуются высокими положительными значениями eNd (+6,7.+2) и модельным возрастом T (DM) (0,93−1,13 млрд. лет). Для метатерригенных пород рассматриваемой структуры установлен модельный возраст Тш (ОМ) в диапазоне.

1022−2009 млн. лет и sNd от -4,9 до +7,6 на Т = 1000 млн. лет. Очевидно, что метаморфизованные осадки с величинами модельного возраста 1022−2009 млн. лет не могут быть получены только за счет эрозии мезо-неопротерозойской островодужной коры Арзыбейского и фундамента Дербинского блоков. Данные по изотопному составу метатерригенных пород могут быть интерпретированы как результат смешения детритового материала, образованного в результате эрозии островодужных магматических ассоциаций, подобных развитым в Арзыбейском блоке, и более древнего кратонического материала, представленного, например, гранитоидами и метаморфическими комплексами фундамента Сибирского кратона.

Парагнейсы (метаграувакки и метапелиты) Идарского террейна Канского блока верхней части разреза характеризуются широким диапазоном модельного возраста от 1,26 до 2,49 млрд. лет, что указывает на разновозрастность источников сноса терригенного материала, представленных вероятно мезо-неопротерозойской и более древней континентальной корой, и определяет нижнюю возрастную границу ~ 1,3 млрд. лет.

Суммируя все вышесказанное можно утверждать, что только Байдарикский блок Дхабханского микроконтинента, Гарганская глыба и Центральный террейн Канского блока представляют собой фрагменты раннепротерозойского суперконтинента (Козаков и др., 1997; Туркина и др., 20 066). В целом для различных террейнов ЦАСП преобладают мезопротерозойские (1,6−1,1 млрд. лет) Nd-модельные возрасты метатерригенных пород и гранитоидов, обусловленные, вероятно, смешанным источником, включающем как, древний коровый, так и более молодой ювенильный материал, возможно, неопротерозойского возраста. В качестве «молодого» источника сноса для терригенных осадков можно предполагать участие офиолитовых и островодужных комплексов, возраст большинства из которых составляет —570 млн. лет (см. обзор в работе (Федотова, Хаин, 2002). Недавно появились сведения о более древних океанических комплексах в структурах ЦАСП. К их числу относятся Дунжугурские офиолиты северной части Гарганской глыбы с возрастом ~1020 млн. лет (Khain et al., 2002), метабазиты нюрундуканской толщи Байкало-Муйского пояса, датированные менее точно 1035±92 млн. лет и офиолиты Баянхонгора (665 млн. лет) (Ковач и др., 2005). Древняя кора, способная дать вклад в образование осадков, представлена раннедокембрийскими Байдарикским и Гарганским блоками. В целом, для большинства террейнов с «рифейской» корой в кратона и его складчатого обрамления (Туркина и др., 20 076).

Провинции: 1 — мезо-неопротерозойская (а) и неопротерозойская (б), 2 — палео-мезопротерозойская (?), 3 — палеопротерозойская, 4 — архейская. Гранитоиды: 5−6 -раннепалеозойские: 5 — кутурчинского комплекса, 6 — дербинского комплекса (ареалы распространения жильных тел и мелких массивов), 7 — мезо-неопротерозойские, 8 — палеопротерозойские. 9 — точки отбора проб и значения Nd модельного возраста (млн. лет).

Докембрийские террейны в складчатом обрамлении Сибирского кратона (цифры в кружках): 1 — Центральный, 2 — Идарский, 3 — Арзыбейский, 4 -Дербинский, 5 — Шумихинско-Кирельский. t.

ЦАСП вопрос о конкретных источниках сноса остается дискуссионным. Результаты, полученные автором, дополняют картину по террейнам ЦАСП. Вервые для Канского и Арзыбейско-Дербинского блоков обосновано участие как мезо-неопротерозойских, так и палеопротерозойских островодужных (мета)магматические комплексов, служивших питающими провинциями при формировании терригенных отложений рассматриваемых блоков. Вместе с тем, вопрос об участии кристаллических комплексов окраины Сибирского кратона в мезо-неопротерозойском осадконакоплении остается открытым, поскольку по изотопно-геохимическим данным «древним» источником сноса могла являться как окраина Сибирского кратона, так и раннедокембрийские террейны, относящиеся к структурам ЦАСП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В данной работе показано, что совместный анализ изотопно-геохимических данных по метатерригенным и ассоциирующим с ними (мета)магматическим комплексам позволяет корректно реконструировать источники сноса терригенного материала.

Геохимические особенности метатерригенных пород Канского и Арзыбейско-Дербинского блоков свидетельствуют о невысокой степени их зрелости. Показано, что по петрохимическому составу метатерригенные породы Канского и Арзыбейско-Дербинского блоков соответствуют грауваккам и являются петрогенными или «first cycle» породами, что создает основу для реконструкции их источников сноса на основании распределения немобильных при седиментации и метаморфизме элементов.

Совокупность геохимических и изотопных данных показывает, что осадочные породы Центрального террейна Канского блока имели локальный источник сносапредставленный палеопротерозойскими субдукционными магматическими комплексами, а осадки Идарского террейна формировались, вероятно, в результате смешения терригенного материала, образованного за счет мезо-неопротерозойской океанической и более древней континентальной коры, представленной архейскими комплексами кратона или палеопротерозойскими образованиями Центрального террейна Канского блока.

Основным источником питания для осадков Арзыбейского и Дербинского блоков могли быть магматические породы островных дуг с высокими содержаниями (Fei03*+Mg0), Sr, Sc, Со. Особенности их состава предполагают также вклад материала, образованного при эрозии более зрелых, геохимически дифференцированных пород с повышенными КгОЛЧагО, ЛРЗЭ, Th, Rb, подобным гранитоидам и метаморфическим комплексам фундамента Сибирского кратона.

В целом, формиривание осадочных отложений докембрийских террейнов в обрамлении Сибирского кратона происходило за счет эрозии разновозрастных протерозойских островодужных комплексов при ограниченном участии более древней, раннедокембрийской коры, которая могла быть представлена комплексами окарины Сибирского кратона или террейнов с палеопротерозойской корой.

В результате анализа Sm-Nd изотопных данных по метатерригенным породам и оценки времени их метаморфизма и возраста прорывающих гранитоидов впервые установлена связь седиментации с различными этапами геологической истории: раннепротерозойским в Центральном террейне Канского блока и мезо-неопротерозойским в Арзыбейско-Дербинском блоке и Идарском террейне Канского блока.

Раннепротерозойский возраст метатерригенных пород Центрального террейна Канского блока доказывается тем, что ранний метаморфизм ассоциирующих с ними вулканитов произошел -1,86 млрд. лет назад, a Nd модельный возраст осадков составляет 2,3−2,6 млрд. лет и перекрывается с таковым кислых метавулканитов. Терригенное осадконакопление в Идарском террейне Канского блока началось не ранее 1,3 млрд. лет, о чем свидетельствуют минимальные значения модельного возраста, а верхний предел фиксируется проявлением метаморфизма на рубеже 590 млн. лет, следовательно, седиментация происходила в мезо-неопротерозое.

Осадконакопление в Арзыбейском и Дербинском террейнах с мезо-неопротерозойской корой началось не ранее неопротерозоя, о чем свидетельствует диапазон модельного Nd возраста ассоциирующих и подстилающих (мета)магматических (1,0−1,1 млрд. лет) комплексов и минимальные T (DM) метаосадков (1,0 млрд. лет). Верхний предел для Арзыбейского террейна ограничивается возрастом -560 млн. лет (внедрение постскладчатых гранитов Широкологской интрузии), а для Дербинского — U-Pb возрастом (-500 млн. лет) циркона из кварцевых синскладчатых диоритов, залегающих в метаседиментогенной толще.