Tytuł artykułu
Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
Polimetamorfizm w strefie występowania skał diamentonośnych masywu kokczetawskiego w północnym Kazachstanie
Języki publikacji
Abstrakty
The polymetamorphic, metapelitic and metabasic rocks immediately adjacent to the diamondiferous ultrahigh-pressure terrane in the northeastern part of the Kokchetav massif (northern Kazakhstan) are described. These rocks are considered an upper overthrusted block (complex of crustal slices) of the same lithologies of the Zerenda series that contains diamonds in the lower stratum. Three stages of metamorphism were identified: l) high-pressure regional metamorphism 530 Ma ago, 2) moderate-pressure regional metamorphism 517 Ma ago and 3) low-pressure contact metamorphism adjacent to Paleozoic granite pluton. The magnitude of pressure during the first stage was estimated at no less than 12--15 kbar from mineral assemblages in eclogite; the identification of coesite in metapelitic schists raises this estimate to 25-28 kbar. Metamorphism of the second stage proceeded under the pressure of 5-8 kbar, what was estimated on the basis of hornblende-plagioclase equilibrium in amphibolites. During the third stage, pressure of metamorphism was below 3 kbar what was deduced from the stability of andalusite in hornfelses. Metamorphic rocks of the Zerenda series are characterised by a high degree of deformation, foliation and folding; mineral relics (as inclusions mainly) of preceding metamorphic events were preserved in the rocks during succeeding stages. The origin of this metamorphic complex can be explained within the subduction model including a subsequent fast exhumation.
Problem metamorfizmu ultrawysokich ciśnień stanowi nową dziedzinę petrologii i jest przedmiotem ożywionych dyskusji. Znamy kilka miejsc na kuli ziemskiej, gdzie przejawia się tego typu metamorfizm. Jednym z nich jest masyw kokczetawski w północnym Kazachstanie. W niniejszej pracy opisano przejawy polimetamorfizmu w NE części tego masywu w bezpośrednim sąsiedztwie skał diamentonośnych. Omawiany masyw stanowi prekambryjskie antyklinorium, otoczone kaledonidami. Jego jądro złożone jest z metapelitów i metabazytów serii zerendińskiej, silnie zdeformowanych i tworzących fałdy o różnym kształcie i amplitudzie. Wiek ich protolitów oznaczono na archaik-dolny protezoik: 2,0-2,3 miliarda lat, wiek pierwszego stadium metamorfizmu na ok. 539 mln lat, a drugiego - na 517 mln lat. Trzecie stadium - metamorfizm kontaktowy - związane jest z intruzją granitów paleozoicznych. W północnej części masywu kokczetawskiego można na podstawie charakteru metamorfizmu wyróżnić dwa bloki; zachodni i wschodni, rozdzielone wielkim nasunięciem. blok zachodni zbudowany jest z różnorodnych skał metamorficznych, zawierających diament i coesyt. Był on już szczegółowo badany przez wielu petrologów i dlatego został pominięty w niniejszej pracy. Blok wschodni zbudowany jest z łupków mikowych, gnejsów, blastomylonitów, kwarcytów, porfiroidów, metabazytów, marmurów i innych skał. Brak w nim diamentów, ale niekiedy spotyka się coesyt. Metabazyty występują wśród łupków w postaci budin lub zdeformowanych płaskurów amfibolitów i ekologitów. W tym bloku znane są trzy główne rejony występowania ekologitów: a) na prawym brzegu rzeki Chaglinka między wsiami Prirechnoe i Chaglinka, b) na górze Solu-Tobe, 6 km na NE od wsi Zabarovka i c) koło jeziora Zheltau. Ponadto ekologity spotyka się koło wsi Enbek-Berlik i Uyally. Piroksenity zawierające spinel i granat stwierdzono 3-5 km na zachód od wsi Enbek-Berlik. Soczewki łupków talkowych z granatem i dystenem występują na południe od jeziora Zheltau. Płaskury amfibolitów są bardzo rozpowszechnione w skałach bloku wschodniego. W niektórych przypadkach zachowały one w centralnych częściach strukturę ofitową pierwotnych bazaltów, podczas gdy w strefach brzeżnych skała ma charakter druzytów. Skład współwystępujących granatów i piroksenów w eklogitach i piroksenitach, a także granatów i mik, granatów i hornblend, hornblend i plagioklazów w amfibolitach oraz granatów i mik, granatów i staurolitów w łupkach i innych skałach podano w tabelach 1-5. Na tej podstawie określono warunki P-T metamorfizmu metodami termobarometrii. Metamorfizm pierwszego stadium, który doprowadził do powstania skał diamentonośnych zachodniego bloku serii zerendińskiej, przebiegał przy ciśnieniu co najmniej 40 kbar i temperaturze 800-1000 C. W bloku wschodnim metamorfizm na tym etapie przebiegał przy niższym ciśnieniu, ale nie mniejszym niż 25-28 kbar, o czym świadczy stwierdzenie obecności coesytu. Na podstawie termobarometru klinopiroksen-granat w ekologitach wykazano, że ciśnienie było nie niższe niż 12-15 kbar przy temperaturze 580-830 C. warunki P-T dla drugiego stadium metamorfizmu oznaczono za pomocą termobarometru hornblenda-plagioklaz w amfibolitach. Ciśnienie oceniono na 5,5-8 kbar, a temperaturę na 470-520 C. W metapelitach asocjacje mineralne - bez uwzględnienia coesytu, którego wrostki wykryto w porfiroblastach - wskazują wszędzie na warunki metamorfizmu wyłącznie drugiego stadium. Na podstawie termometru biotyt-granat oznaczono zakres temperatur tego stadium na 460-700 C. Metamorfizm kontaktowy, odpowiadający trzeciemu stadium metamorfizmu, przebiegał przy ciśnieniu poniżej 3 kbar, o czym świadczy obecność andaluzytu w hornfelsach matapelitowych. Na podstawie tych danych przedstawiono schemat ewolucji P-T metamorfizmu dla NE części masywu kokczetawskiego. Jak wynika z powyższych danych, bloki zachodni i wschodni serii zerendińskiej można uważać za części jednolitego subdukowanego masywu, które później w różnym stopniu uległy wyniesieniu i erozji. Blok zachodni był początkowo pogrążony głębiej, a następnie został wyniesiony wyżej i silniej zerodowany. Blok wschodni pogrążył się podczas subdukcji na mniejszą głębokość i został słabiej wyniesiony. Ekshumacja przebiegała z szybkością ok. 1,8 mm na rok. Bloki te można uważać za łuski tektoniczne, zmetamorfizowane na różnej głębokości i przy różnym ciśnieniu, a następnie wydźwignięte ze strefy górnego płaszcza, obrócone względem siebie i zerodowane.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
3--34
Opis fizyczny
Bibliogr.,rys., tab., wykr.
Twórcy
autor
autor
- Institute of Mineralogy and Petrography, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences
Bibliografia
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPZ2-0006-0012
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.