Р-Т тренды и модель формирования гранулитовых комплексов докембрия

    Вывод Р-Т трендов - единственный способ определения скоростей и механизмов перемещения пород в земной коре (Перчук, 1973, 1983, 1986, 1993; England & Thompson, 1984; Perchuk, 1985, 1989, 1990; Harley, 1989; Thompson, 1990; Spear, 1993). С.Харли (Harley, 1989) показал, что существует два основных типа гранулитовых комплексов, различающихся характером своих Р-Т трендов: (i) комплексы, характеризующиеся трендами субизотермической декомпрессии и (ii) комплексы с трендами субизобарического остывания. При этом считается, что для одного комплекса может быть характерен только один тип трендов и на этой основе проводятся геодинамические построения. Нашими исследованиями доказано, что оба типа трендов могут быть обнаружены в одном и том же комплексе. Следовательно подобная типизация не корректна и не может быть положена в основу геодинамической интерпретации метаморфической эволюции гранулитовых комплексов.

Тренды гранулитов

Рис. III.73

    На рисунке III.73 приведена сводка Р-Т трендов, полученных для четырех исследованных комплексов. Анализируя этот рисунок можно сделать несколько важных выводов.
    1. Образцы отобранные из различных частей одного и того же комплекса часто имеют различные тренды, которые не ложатся на одну общую линию ("геотерму", траекторию) и различаются как по абсолютными значениями Р-Т параметров, так и своей геометрией. Различия между трендами не являются следствием погрешностей геотермобарометрии и подтверждаются наличием различных типов реакционных структур в различных частях комплексов. Кроме того, наличие "стратификации" субпараллельных ретроградных трендов по давлению установлено независимыми исследованиями В.В.Фонарева с сотрудниками (1994) для Лапландского комплекса (рис.III.73 в) и Л.Л.Перчука (Perchuk, 1989) для Шарыжалгайского комплекса (рис.III.73 б). Таким образом, наличие нескольких трендов ретроградной эволюции пород одного и того же комплекса является скорее правилом, чем исключением. Это заставляет отказаться от общепринятой схем "один комплекс - один тренд" или "один комплекс - одна геотерма (траектория)", которая часто явно или не явно принимается при исследованиях гранулитовых комплексов (см. обзоры Harley, 1989; Spear, 1993)
    2. Важной чертой метаморфизма изученных гранулитовых комплексов является наличие двух различных типов регрессивных Р-Т - трендов:
- тренды "чистого" декомпрессионного остывания,
- тренды с участком субизобарического остывания.
Эти два типа трендов соответствуют двум типам реакционных структур в гранулитах (разуплотнения и уплотнения) которые были описаны в предыдущем разделе.

    3. Тренды с участками субизобарического остывания широко проявлены во внешних частях гранулитовых комплексов. Необходимо заметить, что этап субизобарического остывания часто имеет как верхний, так и нижний температурный пределы и для трендов обычно характерна своеобразная "ступенчатая" форма (обр. lg34, А275, DV101, DV81, DR19, CAPR7). Разница между температурами начала и завершения участка субизобарического остывания на "ступенчатых" трендах в большинстве случаев лежит в пределах 100 ^оС. Наклон трендов на этом участке может колебаться от слабо положительного (например, обр. DV101, DV81, DR19, CAPR7, рис.73 г) до слабо отрицательного (например, обр. A-258, A-275 рис.73 а). Последнее надежно подтверждается значительным повышением магнезиальности к краям граната (рис.III.39 б-г, III.40 б), при его росте в метапелитах на этой стадии.
    4. Тренды чистого декомпрессионного остывание более характерны для внутренних частей гранулитовых комплексов.
    Сочетание двух типов трендов в породах одного комплекса говорит о наличии двух типов геодинамических обстановок: быстрый подъем + медленное остывание и медленный подъем + быстрое остывание. Более подробно геодинамические аспекты этой последовательности будут проанализированы в следующей главе.

Тренды пород экзоконтакта гранулитовых комплексов

Рис.III.74

    Главной отличительной чертой этих трендов (петель) (рис. III.73 а,в,г) является наличие как проградной, так и ретроградной ветвей. Тренды обычно характеризуются закручиванием по часовой стрелке (clock-wise) и узостью Р-Т петли (близостью параметров прогрессивного и ретроградного метаморфизма). Температурный пик метаморфизма (600-660^оС) отвечает температурам завершения этапа субизобарического остывания в примыкающих к ним внешних частях гранулитовых комплексов.
    На одинаковом уровне глубинности породы экзоконтакта обычно характеризуются более низкими температурами. Это говорит о существовании заметного перераспределения тепла от гранулитов в боковые породы в ходе подъема и остывания гранулитовых комплексов. Такой вывод подтверждается и существованием вокруг исследованных комплексов тектоно-термальной метаморфической зональности. Эта зональность не является изобарической и проявлена в росте температур пика метаморфизма пород экзоконтакта по направлению к границе с гранулитовыми комплексами (рис.III.74). Зональность свидетельствует о том, что гранулиты служили источником тепла при метаморфизме примыкающих к ним пород зеленокаменных поясов. С другой стороны, интенсивный отток тепла через зону контакта может объяснить наличие этапа субизобарического остывания во внешних частях гранулитовых комплексов.
Наряду с общностью деформационных структур и соотношениями возрастов пород, приведенными в Главе III тренды метаморфизма свидетельствуют о тесной связи гранулитов с породами зеленокаменными поясами в ходе их совместной эволюции. Очевидно, что любая тектоническая модель происхождения исследованных гранулитовых комплексов должна непротиворечивым образом учитывать и объяснять зафиксированные соотношения.