Гранулиты Северо-Западного Шпицбергена: геологическая позиция, PT параметры и возраст метаморфизма

Впервые детально описаны блоки гранулитов, выявленные на северо-западе арх. Шпицберген. Рассмотрены их геологическая позиция, химический и минеральный состав, возраст и обстановки формирования. Гранулиты представлены ортопородами, отвечающими по составу габброидам нормальной щёлочности. Петрографическое изучение этих пород позволило в качестве раннего выделить гранулитовый парагенезис Opx + Cpx + Bt + Pl + Qz; в качестве поздней, наложенной, выделена ассоциация Amp + Chl + Ms + Ab. Комплексом методов рассчитаны РТ параметры гранулитового метаморфизма (Т = 860 ± 20 °С и Р = 6,5 ± 1 кбар) и регрессивного этапа (Т = 500 ± 40 °С и Р = 1,5 ± 1 кбар). Возраст гранулитов определен на ионном микрозонде SHRIMP II (ЦИИ ВСЕГЕИ) U-Pb методом по циркону. Параметры полученной дискордии: верхнее пересечение отвечает возрасту 1766 ± 89, нижнее – 597 ± 92 млн лет. Геохимическое изучение (REE и редкие элементы) циркона показало, что зёрна, по которым получены древние возрасты, образованы на этапе гранулитового метаморфизма. Представленный материал показывает, что в породах кристаллического фундамента северо-западной части арх. Шпицберген присутствуют блоки, претерпевшие гранулитовый метаморфизм в позднекарельское время.

1. Абакумов С.А. Основные черты геологии и метаморфизма Северо-Запада Шпицбергена // Геология Свальбарда. – Л.: НИИГА, 1976. – С. 22–31.

2. Бадрединов З.Г. Магнетит-ильменитовые равновесия в архейских эндербитах сутамского комплекса (Алданский щит) / З.Г. Бадрединов, О.И Шарова, О.В. Авченко, В.Г. Сахно, М.А. Мишкин, Г.М. Вовна, А.А. Карабцов // Докл. РАН. 2009. Т. 425. № 1. – С. 67–71.

3. Бушмин С.А., Глебовицкий В.А. Схема минеральных фаций метаморфических пород // Записки РМО. 2008. № 2. – С. 1–13.

4. Геря Е.В. Петрология Туманшетского зонального метаморфического комплекса, Восточный Саян / Е.В. Геря, Л.Л. Перчук, К. Трибуле, К. Одрен, А.И. Сезько // Петрология. 1997. Т. 5. № 6. – С. 563–595.

5. Российские геологические исследования на Шпицбергене 1962–1996 гг. / под ред. А.А. Красильщикова. – СПб.: ПМГРЭ, ВНИИОкеангеология, 1998. – 228 с.

6. Сергеева Л.Ю. Геохимия циркона из гранулитов Далдынской серии, Анабарский щит / Л.Ю. Сергеева, С.Г. Скублов, Н.И. Гусев, А.Е. Мельник // Записки РМО. 2016. № 6. – С. 20–44.

7. Сироткин А.Н., Евдокимов А.Н. Эндогенные режимы и эволюция метаморфизма складчатых комплексов фундамента архипелага Шпицберген (на примере полуострова Ню-Фрисланд). – СПб.: ВНИИОкеангеология, 2011. – 270 с.

8. Сироткин А.Н., Скублов С.Г. U-Pb возраст циркона из метабазитов кристаллического фундамента архипелага Шпицберген и история его формирования // Регион. геология и металлогения. 2015. № 63. – С. 47–58.

9. Сироткин А.Н., Толмачева Е.В. Новые данные об условиях метаморфизма пород серии Атомфьелла (полуостров Ню-Фрисланд) // Комплексные исследования природы Шпицбергена. Вып. 3. – Апатиты: КНЦ РАН, 2003. – С. 76–80.

10. Тебеньков А.М. История тектонического развития фундамента Шпицбергена (по геохронологическим данным) / А.М. Тебеньков, Д.Г. Джи, У. Йоханссен, А.Н. Ларионов // Комплексные исследования природы Шпицбергена. Вып. 4. – Апатиты: КНЦ РАН, 2004. – С. 90–100.

11. Турченко С.И. Докаледонский этап тектонического развития складчатого основания арх. Шпицберген как фундамента древней платформы // Геология и перспективы рудоносности фундамента древних платформ. – Л.: Наука, 1987. – С. 222–231.

12. Федотова А.А., Бибикова Е.В., Симакин С.Г. Геохимия циркона (данные ионного микрозонда) как индикатор генезиса минерала при геохронологических исследованиях // Геохимия. 2008. № 9. – С. 980–997.

13. Хаин В.Е., Филатова Н.И. От Гипербореи к Арктиде: к проблеме докембрийского кратона Центральной Арктики // Докл. РАН. 2009. Т. 428. № 2. – С. 220–224.

14. Amundsen H.E.F., Griffin W.L., O’Reilly S.Y. The lower crust and upper mantle beneath northwestern Spitsbergen: evidence from xenoliths and geophysics // Tectonophysics. 1987. Vol. 139. – P. 169–185.

15. Berman R.G. Thermobarometry using multi-equilibrium calculations: a new technique, with petrological applications // Canad. Mineralogist. 1991. Vol. 29. – P. 833–855.

16. Board W.S., Frimmel H.E., Armstrong R.A. Pan-African tectonism in the western Maud Belt: P-T-t path for high-grade gneisses in the HU Sverdrupfjella, East Antarctica // J. of Petrology. 2004. Vol. 46. – P. 671–699.

17. Boehnke P., Watson E.B., Trail D., Harrison T.M., Schmitt A.K. Zircon saturation re-revisited // Chemical Geology. 2013. Vol. 351. – P. 324–334.

18. Bose S., Dunkley D.J., Dasgupta S., Das K., Arima M. India-Antarctica-Australia-Laurentia connection in the Paleo­proterozoic-Mesoproterozoic revisited: Evidence from new zircon U-Pb and monazite chemical age data from the Eastern Ghats Belt, India // Geol. Soc. of America Bull. 2011. Vol. 123. – P. 2031–2049.

19. Bourdelle F., Cathelineau M. Low-temperature chlorite geothermometry: a graphical representation based on a T–R2+–Si diagram // European J. of Mineralogy. 2015. Vol. 27. – P. 617–626.

20. Brey G.P., Köhler T. Geothermobarometry in four-phase lherzolites II. New thermobarometers, and practical assessment of existing thermobarometers // J. of Petrology. 1990. Vol. 31. – P. 1353–1378.

21. Capitani C., Petrakakis K. The computation of equilibrium assemblage diagrams with Theriak/Domino software // Amer. Mineralogist. 2010. Vol. 95. – P. 1006–1016.

22. Gaidies F., Abart R., De Capitani C., Schuster R., Connolly J.A., Reusser E. Characterization of polymetamorphism in the Austroalpine basement east of the Tauern Window using garnet isopleth thermobarometry // J. of Metamorphic Geology. 2006. Vol. 24. – P. 451–475.

23. Griffin W.L., Nikolic N., O’Reilly S.Y., Pearson N.J. Coupling, decoupling and metasomatism: Evolution of crust–mantle relationships beneath NW Spitsbergen // Lithos. 2012. Vol. 149. – P. 115–135.

24. Hellmann F.J., Gee D.G., Witt-Nilsson P. Late Archaean basemant in the Bangenhuken Complex of the Nordbreen Nappe, western Ny Friesland, Swalbard // Polar Res. 2001. Vol. 20. – P. 49–59.

25. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis // Rev. in Mineralogy and Geochemistry. 2003. Vol. 53. – P. 27–62.

26. Lauritzen O., Ohta Y. Geological map of Svalbard, 1:500,000. Sheet 4G, Nordaustlandet. – Oslo: NorskPolarInst., Skr. N154D. 1984.

27. McDonough W.F., Sun S.-S. The composition of the Earth // Chemical Geology. 1995. Vol. 120. – P. 223–253.

28. Mercier J.C.C., Benoit V., Girardeau J. Equilibrium state of diopside-bearing harzburgites from ophiolites: geobarometric and geodynamic implications // Contrib. to Mineralogy and Petrology. 1984. Vol. 85. – P. 391–403.

29. Mora C.I., Valley J.W. Ternary feldspar thermometry in granulites from the Oaxacan Complex, Mexico // Contrib. to Mineralogy and Petrology. 1985. Vol. 89. – P. 215–225.

30. Oh C.W., Liou J.G. A petrogenetic grid for eclogite and related facies under high-pressure metamorphism // Island Arc. 1998. Vol. 7. – P. 36–51.

31. Powell R., Holland T.J., Worley B. Calculating phase diagrams involving solid solutions via non-linear equations, with examples using THERMOCALC // J. of Metamorphic Geology. 1998. Vol. 16. – P. 577–588.

32. Rubatto D. Zircon trace element geochemistry: partitioning with garnet and the link between U-Pb ages and metamorphism // Chemical Geology. 2002. Vol. 184. – P. 123–138.

33. Sandford K.S. The stratigraphy and structure of the Hecla Hoek Formation and its relationship to a subjacent metamorphic complex in North-East Land (Spitsbergen) // Quart. J. of the Geol. Soc. of London. 1956. Vol. 112. – P. 339–362.

34. Stormer Jr J.C. A practical two-feldspar geothermometer // Amer. Mineralogist. 1975. Vol. 60. – P. 667–674.

35. Taj manová L., Connolly J.A.D., Cesare B. A thermodynamic model for titanium and ferric iron solution in biotite // J. of Metamorphic Geology. 2009. Vol. 27. – P. 153–165.

36. Watson E.B., Harrison T.M. Zircon saturation revisited: temperature and composition effects in a variety of crustal magma types // Earth and Planet. Sci. Lett. 1983. Vol. 64. – P. 295–304.

37. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Сontrib. to Mineralogy and Petrology. 2006. Vol. 151. – P. 413–433.

38. Wei C., Powell R. Calculated phase relations in highpressure metapelites in the system NKFMASH (Na2O–K2O–FeO–MgO–Al2O3–SiO2–H2O) // J. of Petrology. 2004. Vol. 45. – P. 183–202.

39. Wen S., Nekvasil H. SOLVCALC: An interactive graphics program package for calculating the ternary feldspar solvus and for two-feldspar geothermometry // Computers & Geosciences. 1994. Vol. 20. – P. 1025–1040.

40. Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for names of rock–forming minerals // Amer. Mineralogist. 2010. Vol. 95. – P. 185–187.

41. Williams I.S. U-Th-Pb geochronology by ion microprobe // Rev. in Econ. Geology. 1998. N 7. – P. 1–35.

42. Wu C.M., Chen H.X. Revised Ti-in-biotite geothermometer for ilmenite-or rutile-bearing crustal metapelites // Sc. bull. 2015. Vol. 60. – P. 116–121.