Инд. авторы: Буслов М.М., Добрецов Н.Л., Вовна Г.М., Киселев В.И.
Заглавие: Структурное положение, состав и геодинамическая природа алмазоносных метаморфических пород кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны центрально-азиатского складчатого пояса ( северный казахстан)
Библ. ссылка: Буслов М.М., Добрецов Н.Л., Вовна Г.М., Киселев В.И. Структурное положение, состав и геодинамическая природа алмазоносных метаморфических пород кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны центрально-азиатского складчатого пояса ( северный казахстан) // Геология и геофизика. - 2015. - Т.56. - № 1-2. - С.89-109. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы: РИНЦ: 23063209;
Реферат: eng: We present data on different aspects of geology, mineralogy, petrology, geochemistry, and geochronology of diamond-bearing metamorphic rocks of the Kumdy-Kol terrane, which show the similarity of their protolith to the sedimentary rocks of the Kokchetav microcontinent. The structural location of the studied objects in the accretion-collision zone evidences that the subduction of the Kokchetav microcontinent beneath the Vendian-Cambrian Ishim-Selety island arc is the main mechanism of transport of graphite-bearing terrigenous carbonate rocks to zones of their transformation into diamond-bearing metamorphic rocks. The sedimentary rocks of the Kokchetav microcontinent, which are enriched in graphite and iron sulfides and carbonates, contain all components necessary for diamond crystallization in deep-seated subduction zone. This is in agreement with the experimental data and the compositions of fluid-melt inclusions in the minerals of diamond-bearing rocks.
rus: Приведены данные по различным аспектам геологии, минералогии, петрологии, геохимии и геохронологии алмазосодержащих метаморфических пород Кумдыкольского террейна, указывающие на сопоставимость их протолита с осадочными породами Кокчетавского микроконтинента. Структурное положение изученных объектов в составе аккреционно-коллизионной зоны свидетельствует, что субдукция Кокчетавского микроконтинента под венд-кембрийскую Ишимско-Селетинскую островную дугу является главным механизмом транспортировки графитосодержащих терригенно-карбонатных пород до условий превращения их в алмазоносные метаморфические породы. Осадочные породы Кокчетавского микроконтинента, обогащенные графитом, сульфидами и карбонатами железа, являются той средой, которая содержит все необходимые компоненты для кристаллизации алмазов в глубинных условиях зоны субдукции, что хорошо согласуется с данными экспериментов и составов флюидно-расплавных включений в минералах алмазоносных пород.
Ключевые слова: collision; diamond-bearing calc-silicate rocks; eclogites; Protoliths; olistostrome; exhumation; thrusts; tectonic rocks; geochronology; geochemistry; Kokchetav microcontinent; субдукция; коллизия; алмазоносные известково-силикатные породы; эклогиты; протолиты; олистострома; эксгумация; тектонические покровы; Кокчетавский микроконтинент; геохимия; геохронология; надвиги; subduction;
Издано: 2015
Физ. характеристика: с.89-109
Цитирование: 1. Борисова Е.Ю., Бибикова Е.В., Добрженецкая Л.Ф., Макаров В.А. Геохронологическое изучение цирконов гранитогнейсов Кокчетавского алмазоносного района // ДАН, 1995, т. 343, № 6, с. 801-805. 2. Буслов М.М. Тектоника и геодинамика Центрально-Азиатского складчатого пояса: роль позднепалеозойских крупноамплитудных сдвигов // Геология и геофизика, 2011, т. 52 (1), с. 66-90. 3. Буслов М.М., Вовна Г.М. Состав и геодинамическая природа протолитов алмазсодержащих пород Кумдыкольского месторождения Кокчетавского метаморфического пояса, Северный Казахстан // Геохимия, 2008, № 9, с. 955-964. 4. Буслов М.М., Джен Х., Травин А.В., Отгонбаатар Д., Куликова А.В., Чен Минг, Глори С., Семаков Н.Н., Рубанова Е.С., Абилдаева М.А., Войтишек Е.Э., Трофимова Д.А. Тектоника и геодинамика Горного Алтая и сопредельных структур Алтае-Саянской складчатой области // Геология и геофизика, 2013, т. 54 (10), с. 1600-1627. 5. Геология Северного Казахстана (стратиграфия) / Ред. А.А. Абдулин. Алма-Ата, Наука, 1987, 224 с. 6. Гончаренко Е.В. Платформенные формации рифея Кокчетавского массива // Изв. АН КазССР. Серия геол., 1979, № 1, с. 43-46. 7. де Граве И., Буслов М.М., Жимулев Ф.И., Вермиш П., Мак-Виллиамс М.О., Меткалф Дж. Раннеордовикский возраст деформаций в Кокчетавской субдукционно-коллизионной зоне: новые структурные и 40Ar-39Ar данные // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (4), с. 445-454. 8. Дегтярев К.Е., Шатагин К.Н., Кузнецов Н.Б., Астраханцев О.В. Платформенный этап в докембрийской истории Казахстана: палеотектонические, палеогеографические и геохронологические аспекты // Палеогеография венда-раннего палеозоя Северной Евразии. Екатеринбург, ИГиГ УрО РАН, 1998, с. 159-166. 9. Дмитриева Н.В., Летникова Е.Ф., Буслов М.М., Прошенкин А.И., Джен Х. Позднедокембрийские терригенные породы Анамакит-Муйской зоны Байкало-Муйского пояса: геохимия и данные по LA-ICP-MS датированию детритовых цирконов // Геология и геофизика, 2013, т. 54 (10), с. 1491-1506. 10. Добрецов Н.Л. Эволюция структур Урала, Казахстана, Тянь-Шаня и Алтае-Саянской области в Урало-Монгольском складчатом поясе (Палеоазиатский океан) // Геология и геофизика, 2003, т. 44 (1-2), с. 5-27. 11. Добрецов Н.Л. Глобальная геодинамическая эволюция Земли и глобальные геодинамические модели // Геология и геофизика, 2010, т. 51 (6), с. 761-784. 12. Добрецов Н.Л. Раннепалеозойская тектоника и геодинамика Центральной Азии: роль раннепалеозойских мантийных плюмов // Геология и геофизика, 2011, т. 52 (12), с. 1957-1973. 13. Добрецов Н.Л., Буслов М.М. Позднекембрийско-ордовикская тектоника и геодинамика Центральной Азии // Геология и геофизика, 2007, т. 48(1), с. 93-108. 14. Добрецов Н.Л., Буслов М.М. О проблемах геодинамики, тектоники и металлогении складчатых поясов // Геология и геофизика, 2011, т. 52 (12), с. 1911-1926. 15. Добрецов Н.Л., Тениссен К., Смирнова Л.В. Структурная и геодинамическая эволюция алмазсодержащих метаморфических пород Кокчетавского массива (Казахстан) // Геология и геофизика, 1998, т. 39 (12), с. 1645-1666. 16. Добрецов Н.Л., Буслов М.М., Жимулев Ф.И., Травин А.В. Кокчетавский массив: деформированная кембрийско-раннекародокская коллизионно-субдукционная зона // ДАН, 2005а, т. 402, № 2, с. 1-5. 17. Добрецов Н.Л., Буслов М.М., Жимулев Ф.И. Кембро-ордовикская тектоническая эволюция Кокчетавского метаморфического пояса (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 2005б, т. 46 (8), с. 806-816. 18. Добрецов Н.Л., Буслов М.М., Жимулев Ф.И., Травин А.В., Заячковский А.А. Венд-раннеордовикская геодинамическая эволюция и модель эксгумации пород сверхвысоких и высоких давлений Кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (4), с. 428-444. 19. Добрецов Н.Л., Буслов М.М., де Граве Й., Скляров Е.В. Взаимосвязь магматических, осадочных и аккреционно-коллизионных процессов на Сибирской платформе и ее складчатом обрамлении // Геология и геофизика, 2013, т. 54 (10), с. 1451-1471. 20. Добрецов Н.Л., Кулаков И.Ю., Литасов К.Д., Кукарина Е.В. Значение геологии, экспериментальной петрологии и сейсмотомографии для комплексной оценки субдукционных процессов // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (1-2), с. 21-55. 21. Жимулев Ф.И., Полтаранина М.А., Корсаков А.В., Буслов М.М., Друзяка Н.В., Травин А.В. Структурное положение и петрология эклогитов позднекембрийско-раннеордовикской Северо-Кокчетавской тектонической зоны (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 2010, т. 51 (2), с. 240-256. 22. Жимулев Ф.И., Буслов М.М., Травин А.В., Дмитриева Н.В., де Граве Й. Раннесреднеордовикская покровно-чешуйчатая структура зоны сочленения Кокчетавского HP-UHP метаморфического пояса и Степнякской палеоостроводужной зоны (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 2011, т. 52 (1), с. 138-157. 23. Коробкин В.В., Смирнов А.В. Палеозойская тектоника и геодинамика вулканических дуг Северного Казахстана // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (4), с. 476-474. 24. Летников Ф.А., Ватанабе Т., Котов А.Б., Йокаяма К., Зырянов А.С., Ковач В.П., Гладкочуб Д.П. К вопросу о возрасте метаморфических пород Кокчетавской глыбы (Северный Казахстан) // ДАН, 2001, т. 381, № 4, с. 518-521. 25. Михно А.О., Корсаков А.В. Карбонатитовый, силикатный и сульфидный расплавы: гетерогенность минералообразующей среды в породах сверхвысоких давлений Кокчетавского масива // Геология и геофизика, 2015, т. 56 (1-2), с. 110-132. 26. Обут О.Т., Буслов М.М., Ивата К., Жимулев Ф.И. Время коллизии Кокчетавского массива со Степнякской островной дугой по конодонтам и радиоляриям из кремнистых пород совмещенных террейнов разных геодинамических обстановок // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (4), с. 455-461. 27. Пальянов Ю.Н., Шацкий В.С., Сокол А.Г., Томиленко А.А., Соболев Н.В. Экспериментальное моделирование кристаллизации метаморфогенных алмазов // ДАН, 2001, т. 380, № 5, с. 671-675. 28. Пальянов Ю.Н., Cокол А.Г., Cоболев Н.В. Экспериментальное моделирование мантийных алмазообразующих процессов // Геология и геофизика, 2005, т. 46 (12), с. 1290-1303. 29. Перчук Л.Л., Япаскурт В.О., Окай Ф. Сравнительная петрология алмазоносных метаморфических комплексов // Петрология, 1995, т. 3, № 3, с. 267-309. 30. Ситникова Е.С., Шацкий В.С. Новые данные о составе среды кристаллизации алмазов в метаморфических породах Кокчетавского массива по результатам ИК-Фурье спектроскопии // Геология и геофизика, 2009, т. 50 (10), с. 1095-1103. 31. Соболев Н.В., Шацкий С.В. Включения минералов углерода в гранатах из метаморфических пород // Геология и геофизика, 1987 (7), с. 77-80. 32. Соболев Н.В., Шацкий В.С., Вавилов М.А., Горяйнов С.В. Включение коэсита в цирконе алмазосодержащих гнейсов Кокчетавского массива - первая находка коэсита в метаморфических породах на территории СССР // Докл. АН СССР, 1991, т. 321, № 1, с. 184-188. 33. Соболев Н.В., Шацкий В.С., Вавилов М.А., Горяйнов С.В. Циркон высокобарических метаморфических пород складчатых областей как уникальный контейнер включений алмаза, коэсита и сосуществующих минералов // ДАН, 1994, т. 334, № 4, с. 488-492. 34. Туркина О.М., Летников Ф.А., Левин А.В. Мезопротерозойские гранитоиды фундамента Кокчетавского микроконтинента // ДАН, 2011, т. 436, № 4, с. 499-503. 35. Шацкий В.С., Соболев Н.В., Заячковский А.А. Новое местонахождение алмазов в метаморфических породах как доказательство регионального метаморфизма ультравысоких давлений в Кокчетавском массиве // Докл. АН СССР, 1991, т. 321, № 1, с. 189-193. 36. Шацкий В.С., Ягоуц Э., Козьменко O.A., Блинчик T.M., Соболев Н.В. Возраст и происхождение эклогитов Кокчетавского массива (Северный Казахстан) // Геология и геофизика, 1993, т. 34 (12), с. 47-58. 37. Шацкий В.С., Ситникова Е.С., Козьменко О.А., Палесский С.В., Николаева И.В., Заячковский А.А. Поведение несовместимых элементов в процессе ультравысокобарического метаморфизма (на примере пород Кокчетавского массива) // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (4), с. 485-498. 38. Chopin C. Ultrahigh-pressure metamorphism: tracing continental crust into the mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 2003, v. 212, p. 1-14. 39. Claoue-Long J.C., Sobolev N.V., Shatsky V.S., Sobolev A.V. Zircon response to diamond-pressure metamorphism // Geology, 1991, v. 19, p. 710-713. 40. Coleman R.G., Wang X. Overview of the geology and tectonics of UHPM // Ultrahigh pressure metamorphism. Cambridge University Press, 1995, p. 1-32. 41. Dobretsov N.L., Buslov M.M. Serpentinitic melanges associated with HP and UHP rocks in Central Asia // Int. Geol. Rev., 2004, v. 46, p. 957-980. 42. Dobretsov N.L., Shatsky V.S. Exhumation of high-pressure rocks of the Kokchetav massif: facts and models // Lithos, 2004, № 78, p. 307-318. 43. Dobretsov N.L., Berzin N.A., Buslov M.M. Opening and tectonic evolution of the Paleo-Asian Ocean // Int. Geol. Rev., 1995a, v. 35, p. 335-360. 44. Dobretsov N., Shatsky V., Sobolev N. Comparison of the Kokchetav and Dabie Shan metamorphic complexes: coesite- and diamond-bearing rocks and UHP-HP accretional-collisional events // Int. Geol. Rev., 1995b, v. 37, p. 636-656. 45. Dobretsov N.L., Sobolev N.V., Shatsky V.S., Coleman R.G., Ernst W.G. Geotectonic evolution of diamondiferous paragneisses, Kokchetav Complex, Northern Kazakhstan: the geologic enigma of ultrahigh-pressure crustal rocks within a Paleozoic foldbelt // Island Arc, 1995c, v. 4, p. 267-279. 46. Dobrzhinetskaya L.F. Microdiamonds-frontier of ultrahigh-pressure metamorphism: a review // Gondwana Res., 2012, v. 21, p. 207-223. 47. Ernst W.G., Liou J.G. High- and ultrahigh-pressure metamorphism - past results, future prospects // Amer. Mineral., 2008, v. 93, p. 1771-1786. 48. Ernst W.G., Liou J.G., Coleman R.G. Comparative petrotectonic study of five Eurasian ultrahigh-pressure metamorphic complexes // Int. Geol. Rev., 1995, v. 37, p. 191-211. 49. Ernst W.G., Hacker B.R., Liou J.G. Petrotectonics and geochronology of ultrahigh-pressure crustal and upper mantle rocks-implications for Phanerozoic collisional orogens // Whence the Mountains? Inquiries into the evolution of orogenic systems: a volume in honor of Raymond A. Price / Eds. J.W. Sears, T.A. Harms, C.A. Evenchick. Geol. Soc. Amer. Spec. Paper, 2007, v. 433, p. 27-49. 50. Glorie S., Zhimulev F.I., Buslov M.M., Andersen T., Plavsa D., Izmer A., Vanhaecke F., De Grave J. Formation of the Kokchetav subduction-collision zone (northern Kazakhstan): insights from zircon U-Pb and Lu-Hf isotope systematics // Gondwana Res., 2015, v. 27, p. 424-438. 51. Hacker B.R., Calvert A., Zhang R.Y., Ernst W.G., Liou J.G. Ar/Ar geochronology of diamond-bearing metasedimentary rocks from the Kokchetav Massif // The diamond-bearing Kokchetav Massif, Kazakhstan / Eds. C.D. Parkinson, I. Katayama, J.G. Liou, S. Maruyama. Tokyo, Japan, Universal Academy Press, 2002, p. 397-412. 52. Hacker B.R., Calvert A., Zhang R.Y., Ernst W.G., Liou J.G. Ultrarapid exhumation of ultrahigh-pressure diamond-bearing metasedimentary rocks of the Kokchetav Massif, Kazakhstan // Lithos, 2003, v. 70, p. 61-75. 53. Herman J., Rubatto D., Korsakov A.V., Shatsky V.S. Multiple zircon growth during fast exhumation of diamondiferous, deeply subducted continental crust (Kokchetav massif, Kazakhstan) // Contr. Miner. Petrol., 2001, v. 141, p. 66-82. 54. Hwang S.-L., Shen P., Chu H.-T., Yui T.-F., Liou J.G., Sobolev N.V., Shatsky V.S. Crust-derived potassic fluid in metamorphic microdiamond // Earth Planet. Sci. Lett., 2005, v. 231, p. 295-306. 55. Kaneko Y., Maruyama S., Terabayashi M., Yamamoto H., Ishikawa M., Anma R., Parkinson C.D., Ota T., Nakajima Y., Katayama I., Yamauchi K. Geology of the Kokchetav UHP-HP metamorphic belt, northern Kazakhstan // Island Arc, 2000, v. 9, p. 264-283. 56. Katayama I., Maruyama S., Parkinson C.D., Terada K., Sano Y. Pressure-temperature-time path of the Kokchetav UHP metamorphism deduced from mineral inclusions and SHRIMP geochronology of zircons // The diamond-bearing Kokchetav Massif, Kazakhstan / Eds. C.D. Parkinson, I. Katayama, J.G. Liou, S. Maruyama. Tokyo, Japan, Universal Academy Press, 2002, p. 381-395. 57. Maruyama S., Parkinson C.D. Overview of the geology, petrology and tectonic framework of the HP-UHP metamorphic belt of the Kokchetav massif, Kazakhstan // Island Arc, 2000, v. 9, p. 439-455. 58. McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995, v. 120, p. 223-253. 59. Okamoto K., Liou J.G., Ogasawara Y. Petrology of diamond-grade eclogite in the Kokchetav Massif, northern Kazakhstan // Island Arc, 2000, v. 9, p. 379-399. 60. Ota T., Terabayashi M., Parkinson C.D., Masago H. Thermobaric structure of the Kokchetav ultrahigh-pressure-high-pressure massif deduced from a north-south transect in the Kulet and Saldat-Kol region, northern Kazakhstan // Island Arc, 2000, v. 9, p. 328-357. 61. Palyanov Y.N., Sokol A.G. The effect of composition of mantle fluids/melts on diamond formation processes // Lithos, 2009, v. 112, p. 690-700. 62. Pal’yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F. Fluid-bearing alkaline carbonate melts as the medium for the formation of diamonds in the Earth’s mantle: an experimental study // Lithos, 2002a, v. 60, № 3-4, p. 145-159. 63. Pal’yanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F. Alkaline carbonate-fluid melts as the medium for the formation of diamonds in the Earth’s mantle: an experimental study // Lithos, 2002b, v. 60, p. 145-159. 64. Pal’yanov Yu.N., Sokol A.G., Tomilenko A.A., Sobolev N.V. Conditions of diamond formation through carbonate-silicate interaction // Eur. J. Miner., 2005, v. 17, p. 207-214. 65. Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F., Kupriyanov I.N., Sobolev N.V. Sulfide melts-graphite interaction at HPHT conditions: implications for diamond genesis // Earth Planet. Sci. Lett., 2006, v. 250, № 1-2, p. 269-280. 66. Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Bataleva Yu.V., Sokol A.G., Palyanova G.A., Kupriyanov I.N. Reducing role of sulfides and diamond formation in the Earth’s mantle // Earth Planet. Sci. Lett., 2007a, v. 260, № 1-2, p. 242-256. 67. Palyanov Yu.N., Shatsky V.S., Sobolev N.V., Sokol A.G. The role of mantle ultrapotassic fluids in diamond formation // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2007b, v. 104, p. 9122-9127. 68. Palyanov Yu.N., Bataleva Yu.V., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Reutsky V.N., Sobolev N.V. Mantle-slab interaction and redox mechanism of diamond formation // PNAS, 2013, v. 110, № 51, p. 20408-20413. 69. Ragozin A.L., Liou J.G., Shatsky V.S., Sobolev N.V. The timing of retrograde partial melting in the Kumdy-Kol region // Lithos, 2009, v. 109, p. 274-284. 70. Rojas-Agramonte Y., Kröner A., Demoux A., Xia X., Wang W., Donskaya T., Liu D., Sun M. Detrital and xenocrystic zircon ages from Neoproterozoic to Palaeozoic arc terranes of Mongolia: significance for the origin of crustal fragments in the Central Asian Orogenic Belt // Gondwana Res., 2011, v. 19, p. 751-763. 71. Schertl H.-P., Sobolev N.V. The Kokchetav Massif, Kazakhstan: «type locality» of diamond-bearing UHP metamorphic rocks // J. Asian Earth Sci., 2013, № 63, p. 5-38. 72. Shatsky V.S., Jagoutz E., Sobolev N.V., Kozmenko O.A., Parkhomenko V.S., Troesch M. Geochemistry and age of ultrahigh-pressure metamorphic rocks from the Kokchetav massif (Northern Kazakhstan) // Contr. Miner. Petrol., 1999, v. 137, p. 185-205. 73. Shatsky V.S., Palyanov Yu.N., Sokol A.G., Tomilenko A.A., Sobolev N.V. Diamond formation in UHP dolomite marbles and garnet-pyroxene rocks of the Kokchetav Massif (northern Kazakhstan): natural and experimental evidence // Int. Geol. Rev., 2005, v. 47, p. 999-1019. 74. Sobolev N.V., Shatsky V.S. Diamond inclusions in garnets from metamorphic rocks: a new environment for diamond formation // Nature, 1990, v. 343, p. 742-746. 75. Sobolev N.V., Schertl H.-P., Valley J.W., Page F.Z., Kita N.T., Spicuzza M.J., Neuser R.D., Logvinova A.M. Oxygen isotope variations of garnets and clinopyroxenes in a layered diamondiferous calc-silicate rock from Kokchetav Massif, Kazakhstan: a window into the geochemical nature of deeply subducted UHPM rocks // Contr. Miner. Petrol., 2011, v. 162, p. 1079-1092, doi: 10.1007/s00410-011-0641-4. 76. Sokol A.G., Pal’yanov Yu.N. Diamond formation in the system MgO-SiO2-H2O-CO2 at 7.5 GPa and 1,600 °C // Contr. Miner. Petrol., 2008, v. 155, p. 33-43, doi: 0.1007/s00410-007-0221-9. 77. Stepanov A.S., Herman J., Rubatto D., Rapp R.P. Experimental study of monazite/melt partitioning with implications for the REE, Th and U geochemistry of crustal rocks // Chem. Geol., 2012, v. 300, p. 200-220. 78. Stepanov A.S., Herman J., Korsakov F.V., Rubatto D. Geochemistry of ultrahigh-pressure anatexis: fractionation of elements in the Kokchetav gneisses during melting at diamond-facies conditions // Contr. Miner. Petrol., 2014, v. 167, p. 1002. 79. Theunissen K., Dobretsov N.L., Korsakov A., Travin A., Shatsky V.S., Smirnova L., Boven A. Two contrasting petrotectonic domains in the Kokchetav megamelange (north Kazakhstan): difference in exhumation mechanisms of ultrahigh-pressure crustal rocks, or a result of subsequent deformation // Island Arc, 2000, v. 9, p. 284-303.