Инд. авторы:	Туркина О.М., Сухоруков В.П.
Заглавие:	Возрастные рубежи и условия метаморфизма мафических гранулитов в раннедокембрийском комплексе ангаро-канского блока ( юго-запад сибирского кратона)
Библ. ссылка:	Туркина О.М., Сухоруков В.П. Возрастные рубежи и условия метаморфизма мафических гранулитов в раннедокембрийском комплексе ангаро-канского блока ( юго-запад сибирского кратона) // Геология и геофизика. - 2015. - Т.56. - № 11. - С.1961-1986. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG20151104; РИНЦ: 24843260;
Реферат:	rus: Представлены результаты изучения минеральных парагенезисов и оценки РТ -параметров мафических гранат-двупироксеновых и двупироксеновых гранулитов в раннедокембрийском метаморфическом комплексе Ангаро-Канского блока, U-Pb датирования и определения редкоэлементного и Lu-Hf изотопного состава циркона из этих пород, а также коэффициентов распределения РЗЭ циркон/гранат. Температуры образования двупироксеновых гранулитов оцениваются от ~800-870 до ~900 °С. Гранат-двупироксеновые мафические гранулиты характеризуются наличием гранатовых коронитов, PТ -параметры их образования составляют 750-860 °C и 8.0-9.5 кбар. Предполагается, что развитие гранатовых коронитов происходило на регрессивном этапе при снижении Т и определялось составом пород. Возраст ядер циркона (1.92-1.94 млрд лет), сохраняющих типичное для магматического циркона распределение РЗЭ, может быть принят в качестве минимальной оценки времени образования протолитов мафических гранулитов. Метаморфическая генерация циркона в мафических гранулитах представлена многоплоскостными кристаллами циркона и оболочками, которые обеднены в сравнении с ядрами Y средними и тяжелыми РЗЭ. Возраст метаморфических цирконов в гранат-двупироксеновых (~1.77 млрд лет) и двупироксеновых гранулитах (~1.85 и 1.78 млрд лет) свидетельствует о двукратном проявлении высокотемпературного метаморфизма. Наличие в гранат-двупироксеновых гранулитах одной возрастной (1.77 млрд лет) генерации метаморфического циркона и, напротив, доминирование цирконов с возрастом 1.85 млрд лет в двупироксеновых гранулитах с единичными зернами граната позволяет связывать развитие гранатовых коронитов со вторым этапом метаморфизма. Соответствие коэффициентов распределения тяжелых РЗЭ циркон/гранат экспериментально определенным величинам для Т = 800 °С свидетельствует в пользу формирования метаморфических цирконов с возрастом ~1.77 млрд лет одновременно с гранатом. Образование циркона путем растворения/переотложения или перекристаллизации в закрытой системе без обмена с матриксом породы подтверждается близким диапазоном 176Hf/ 177Hf ядер и оболочек циркона. Положительные значения e Hf (до 6.2) ядер циркона указывают на образование протолитов мафических гранулитов за счет деплетированного мантийного источника. Первый этап метаморфизма мафических гранулитов и парагнейсов канского комплекса (~1.85-1.89 млрд лет) завершился образованием коллизионных гранитоидов (1.84 млрд лет). Со вторым этапом метаморфизма (~1.77 млрд лет) коррелирует образование второй фазы субщелочных лейкогранитов Таракского массива и чарнокитов (1.73-1.75 млрд лет). eng: We present results of study of mineral assemblages and PT-conditions of metamorphism of mafic garnet-two-pyroxene and two-pyroxene granulites in the Early Precambrian metamorphic complex of the Angara-Kan terrane as well as the U-Pb age and trace-element and Lu-Hf isotope compositions of zircon from these rocks and the zircon/garnet REE distribution coefficients. The temperatures of metamorphism of two-pyroxene granulites are estimated as 800-870 to ~900 ºC. Mafic garnet-two-pyroxene granulites contain garnet coronas formed at 750-860 ºC and 8-9.5 kbar. The formation of the garnet coronas proceeded probably at the retrograde stage during cooling and was controlled by the rock composition. The age (1.92-1.94 Ga) of zircon cores, which retain the REE pattern typical of magmatic zircon, can be taken as the minimum age of protolith for the mafic granulites. The metamorphic zircon generation in the mafic granulites is represented by multifaceted or soccerball crystals and rims depleted in Y, MREE, and HREE compared to the cores. The age of metamorphic zircon in the garnet-two-pyroxene (~1.77 Ga) and two-pyroxene granulites (~1.85 and 1.78 Ga) indicates two episodes of high-temperature metamorphism. The presence of one generation (1.77 Ga) of metamorphic zircon in the garnet-two-pyroxene granulites and, on the contrary, the predominance of 1.85 Ga zircon in the two-pyroxene granulites with single garnet grains suggest that the formation of the garnet coronas proceeded at the second stage of metamorphism. The agreement between the zircon/garnet HREE distribution coefficients and the experimentally determined values at 800 ºC suggests the simultaneous formation of ~1.77 Ga metamorphic zircon and garnet. Zircon formation by dissolution/reprecipitation or recrystallization in a closed system without exchange with the rock matrix is confirmed by the close ranges of 176Hf/ 177Hf values for the core and rims. The positive ε Hf values (up to +6.2) for the zircon cores suggest that the protoliths of mafic granulites were derived from depleted-mantle source. The first stage of metamorphism of the mafic granulites and paragneisses of the Kan complex (1.85-1.89 Ga) ended with the formation of collisional granitoids (1.84 Ga). The second stage (~1.77 Ga) corresponds to the intrusion of the second phase of subalkalic leucogranites of the Taraka pluton and charnockites (1.73-1.75 Ga).
Ключевые слова:	Garnet coronas; mafic granulites; Metamorphic zircon; Ангаро-Канский блок; U-Pb возраст; метаморфогенный циркон; Мафические гранулиты; Angara-Kan terrane; U-Pb age; гранатовые корониты;
Издано:	2015
Физ. характеристика:	с.1961-1986
Цитирование:	1. Бибикова Е.В., Грачева Т.И., Макаров В.А., Ножкин А.Д. Возрастные рубежи в геологической эволюции раннего докембрия Енисейского кряжа // Стратиграфия. Геологическая корреляция, 1993, т. 1, № 1, с. 35-40. 2. Бибикова Е.В., Грачева Т.И., Козаков И.К., Плоткина Ю.В. U-Pb возраст гиперстеновых гранитов (кузеевитов) Ангаро-Канского выступа (Енисейский кряж) // Геология и геофизика, 2001, т. 42 (5), с. 864-867. 3. Каулина Т.В. Образование и преобразование циркона в полиметаморфических комплексах. Апатиты, Изд-во КНЦ РАН, 2010, 114 с. 4. Ножкин А.Д., Туркина О.М. Геохимия гранулитов. Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 1993, 219 с. (Тр. ОИГГМ СО РАН, вып. 817). 5. Ножкин А.Д., Бибикова Е.В., Туркина О.М., Пономарчук В.А. Изотопно-геохронологическое исследование (U-Pb, Ar-Ar, Sm-Nd) субщелочных порфировидных гранитов Таракского массива Енисейского кряжа // Геология и геофизика, 2003, т. 44 (9), с. 879-889. 6. Ножкин А.Д., Туркина О.М., Баянова Т.Б. Раннепротерозойские коллизионные и внутриплитные гранитоиды юго-западной окраины Сибирского кратона: петрогеохимические особенности, U-Pb геохронологические и Sm-Nd изотопные данные // ДАН, 2009, т. 428, № 4, с. 386-391. 7. Ножкин А.Д., Дмитриева Н.В., Туркина О.М., Маслов А.В., Ронкин Ю.Л. Метапелиты нижнего докембрия Енисейского кряжа: РЗЭ-систематика, источники сноса, палеогеодинамика // ДАН, 2010, т. 434, № 6, с. 796-801. 8. Ревердатто В.В. Гранатовые друзиты в архейских габбро Енисейского кряжа // Докл. АН СССР, 1988, т. 302, № 5, с. 1196-1200. 9. Туркина О.М., Ножкин А.Д., Баянова Т.Б. Источники и условия образования раннепротерозойских гранитоидов юго-западной окраины Сибирского кратона // Петрология, 2006, т. 14, № 3, с. 284-306. 10. Туркина О.М., Бережная Н.Г., Урманцева Л.Н., Падерин И.П., Скублов С.Г. U-Pb изотопный и редкоземельный состав циркона из пироксеновых кристаллосланцев Иркутного блока (Шарыжалгайский выступ): свидетельство неоархейских магматических и метаморфических событий // ДАН, 2009а, т. 429, № 4, с. 527-533. 11. Туркина О.М., Бережная Н.Г., Ларионов А.Н., Лепехина Е.Н., Пресняков С.Л., Салтыкова Т. Е. Палеоархейский тоналит-трондьемитовый комплекс северо-западной части Шарыжалгайского выступа (юго-запад Сибирского кратона): результаты U-Pb и Sm-Nd исследования // Геология и геофизика, 2009б, т. 50 (1), с. 21-37. 12. Туркина О.М., Бережная Н.Г., Лепехина Е.Н., Капитонов И.Н. Возраст мафических гранулитов из раннедокембрийского метаморфического комплекса Ангаро-Канского блока (юго-запад Сибирского кратона): U-Pb и Lu-Hf изотопный и редкоземельный состав циркона // ДАН, 2012, т. 445, № 4, с. 450-458. 13. Туркина О.М., Сергеев С.А., Капитонов И.Н. U-Pb возраст и Lu-Hf изотопные характеристики детритовых цирконов из метаосадков Онотского зеленокаменного пояса (Шарыжалгайский выступ, юг Сибирского кратона) // Геология и геофизика, 2014, т. 55 (11), с. 1581-1597. 14. 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. 15. Ashworth J.R., Sheplev V.S., Bryxina N.A., Kolobov V.Yu., Reverdatto V.V. Diffusion-controlled corona reaction and overstepping of equilibrium in a garnet granulite, Yenisey Ridge, Siberia // J. Metamorph. Geol., 1998, v. 16, p. 231-246. 16. Berman R.G., Aranovich L.Y. Optimized standard state and solution properties of minerals. II. Comparisons, predictions and applications // Contr. Miner. Petrol., 1996, v. 126, p. 1-24. 17. Blichert-Toft J., Albarede F. The Lu-Hf isotope geochemistry of chondrites and evolution of the crust-mantle system // Earth Planet. Sci. Lett., 1997, v. 148, p. 243-258. 18. Buick I.S., Hermann J., Williams I.S., Gibson R.L., Rubatto D. A SHRIMP U-Pb and LA-ICP-MS trace element study of the petrogenesis of garnet-cordierite-orthamphibole gneisses from the Central Zone of the Limpopo Belt, South Africa // Lithos, 2006, v. 88, p. 150-172. 19. Bohlen S.R., Wall V.J., Boettcher A.L. Geothermobarometry in granulites // Kinetics and equilibrium in mineral reactions / Ed. S.K. Saxena. New York, Springer-Verlag, 1983, p. 141-172. 20. Chen R.-X., Zheng Y.-F., Zie L., Chen R.-X., Zheng Y-F., Zie L. Metamorphic growth and recrystallization of zircon: distinction by simultaneous in-sity analyses of trace elements, U-Th-Pb and Lu-Hf isotopes in zircon from eclogite-facies rocks in the Sulu orogen // Lithos, 2010, v. 114, p. 132-154. 21. Connolly J.A.D. Multivariable phase diagrams: an algorithm based on generalized thermodynamics // Amer. J. Sci., 1990, v. 290, p. 666-718. 22. Connolly J.A.D. The geodynamic equation of state: what and how // Geochem. Geophys. Geosyst., 2009, v. 10, № 10, p. 1-19. 23. Corfu F., Hanchar J., Hoskin P.W.O., Kinny P. Atlas of zircon textures // Zircon / Eds. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. Washington, Mineral. Soc. Amer., 2003, v. 53, p. 469-500. 24. Dziggel A., Diener J.F.A., Stoltz N.B., Kolb J. Role of H2O in the formation of garnet coronas during near-isobaric cooling of mafic granulites: the Tasiusarsuaq terrane, southern West Greenland // J. Metamorph. Geol., 2012, v. 30, p. 957-972. 25. Eby G.N. The A-type granitoids: a review of their occurrence and chemical characteristics and speculations on their petrogenesis // Lithos, 1990, v. 26, p. 115-134. 26. Ellis D.J. Osumilite-sapphirine-quartz granulite from Enderby Land, Antarctica: P-T conditions of metamorphism, implications for garnet-cordierite equilibria and evolution of the deep crust // Contr. Miner. Petrol., 1980, v. 74, p. 201-210. 27. Ellis D.J., Green D.H. Garnet-forming reactions in mafic granulites from Enderby Land, Antarctica: implications for geothermometry and geobarometry // J. Petrol., 1985, v. 26, p. 633-662. 28. Ferry J.M., Watson E.B. New thermodynamic models and revised calibrations for the Ti-in-zircon and Zr-in-rutile thermometers // Contr. Miner. Petrol., 2007, v. 154, p. 429-437. 29. Frost C.D., Frost B.R. On ferroan (A-type) granitoids: their compositional variability and modes of origin // J. Petrol., 2011, v. 52, p. 39-53. 30. Fuhrman M.L., Lindsley D.H. Ternary-feldspar modeling and thermometry // Amer. Miner., 1988, v. 73, p. 201-215. 31. Gerdes A., Zeh A. Zircon formation versus zircon alteration - new insight from combined U-Pb and Lu-Hf in-situ LA-ICP-MS analyses, and consequences for the interpretation of Archean zircon from the Central Zone of the Limpopo Belt // Chem. Geol., 2009, v. 261, p. 230-243. 32. Green D.H., Ringwood A.E. An experimental investigation of the gabbro to eclogite transformation and its petrological applications // Geochim. Cosmochim. Acta, 1967, v. 31, p. 767-833. 33. Harley S.L. The origins of granulites: a metamorphic perspective // Geol. Mag., 1989, v. 126, p. 215-247. 34. Harley S.L., Kelly N.M., Möller A. Zircon behaviour and the thermal history of mountain chains // Elements, 2007, v. 3, p. 25-30. 35. Holland T.J.B., Powell R. An enlarged and updated internally consistent thermodynamic dataset with uncertainties and correlations: the system K2O-Na2O-CaO-MgO-MnO-FeO-Fe2O3-Al2O3-TiO2-SiO2-C-H2-O2 // J. Metamorph. Geol., 1990, v. 8, p. 89-124. 36. Holland T., Powell R. Thermodynamics of order-disorder in minerals. 2. Symmetric formalism applied to solid solutions // Amer. Miner., 1996, v. 81, p. 1425-1437. 37. Hoskin P.W.O., Black L.P. Metamorphic zircon formation by solid state recrystallization of protolith igneous zircon // J. Metamorph. Geol., 2000, v. 18, p. 423-439. 38. Hoskin P.W.O., Schaltegger U. The composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis // Zircon / Eds. J.M. Hanchar, P.W.O. Hoskin. Washington, Mineral. Soc. Amer., 2003, v. 53, p. 27-62. 39. Ito K., Kennedy G.C. An experimental study of the basalt-garnet granulite-eclogite transition // The structure and physical properties of the Earth’s crust / Ed. J.G. Heacock. Geophys. Monograph Ser. 14, Washington, Amer. Geophys. Union, 1971. p. 303-314. 40. Kelly N.M., Harley S.L. An integrated microtextural and chemical approach to zircon geochronology: refining the Archean history of the Napier Complex, east Antarctica // Contr. Miner. Petrol., 2005, v. 149, p. 57-84. 41. Orejana D., Villaseca C., Armstrong R.A., Jeffries T.E. Geochronology and trace elememt chemistry of zircon and garnet from granulite xenoliths: constraints on the tectonothermal evolution of the lower crust under central Spain // Lithos, 2011, v. 124, p. 103-116. 42. Perchuk L.L., Gerya T.V., Nozhkin A.D. Petrology and retrogression in granulites of the Kanskiy Formation, Yenisey Range, Eastern Siberia // J. Metamorph. Geol., 1989, v. 7, p. 599-617. 43. Powell R. The thermodynamics of pyroxene geotherms // Phil. Trans. R. Soc. London. A, 1978, v. 288, p. 457-469. 44. Ringwood A.E. Composition and petrology of the Earth mantle. New York, McGraw Hill, 1975, 618 p. 45. Rosen O.M., Condie K.C., Natapov L.M., Nozhkin A.D. Archean and Early Proterozoic evolution of the Siberian craton: a preliminary assessment // Archean Crustal Evolution. Amsterdam, Elsevier, 1994, p. 411-459. 46. Rubatto D. Zircon trace element geochemistry: partitioning with garnet and the link between U-Pb ages and metamorphism // Chem. Geol., 2002, v. 184, p. 123-138. 47. Rubatto D., Hermann J. Experimental zircon/melt and zircon/garnet element partitioning and implications for geochronology of crustal rocks // Chem. Geol., 2007, v. 241, p. 38-61. 48. Scherer E., Munker C., Mezger K. Calibration of the Lutetium-Hafnium clock // Science, 2001, v. 293, p. 683-687. 49. Turkina O.M., Berezhnaya N.G., Lepekhina E.N., Kapitonov I.N. U-Pb (SHRIMP II), Lu-Hf isotope and trace element geochemistry of zircons from high-grade metamorphic rocks of the Irkut terrane, Sharyzhalgay Uplift: implications for the Neoarchaean evolution of the Siberian Craton // Gondwana Res., 2012, v. 21, p. 801-817. 50. Urmantseva L.N., Turkina O.M., Larionov A.N. Metasedimentary rocks of the Angara-Kan granulite-gneiss block (Yenisey Ridge, south-western margin of the Siberian Craton): provenance characteristic, deposition and age // J. Asian Earth Sci., 2012, v. 49, p. 7-19. 51. Watson E.B., Harrison T.M. Zircon saturation revisited: temperature and composition effects in a variety of crustal magma types // Earth Planet. Sci. Lett., 1983, v. 64, p. 295-304. 52. Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile // Contr. Miner. Petrol., 2006, v. 151, p. 413-433. 53. Whitehouse M.J., Platt J.P. Dating high-grade metamorphism - constraints from rare-earth elements in zircon and garnet // Contr. Miner. Petrol., 2003, v. 145, p. 61-74. 54. Wood B.J., Banno S. Garnet-orthopyroxene and orthopyroxene-clinopyroxene relationships in simple and complex systems // Contr. Miner. Petrol., 1973, v. 42, p. 109-124.