Геохронологія діафторинно змінених палеопротерозойських гранітоїдів волинського мегаблоку українського щита

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Актуальність теми пов'язана з визначенням інтенсивності впливу накладених метаморфічних процесів в ранньому протерозої на стійкість ізотопних систем калієвмісних слюд і амфіболів в гранітоїдних породах Українського щита (УЩ). Найбільш інтенсивного перетворення зазнали різноманітні гранітоїдні породи, що інтрудували в межах різних структурно-формаційних зон. На території Волинського мегаблоку особливого поширення набули процеси локального навколорозломного метаморфізму, що супроводжували тектонічне руйнування вже раніш сформованих масивів. Наявність флюїдів приводила до перекристалізації існуючих петрогенних та акцесорних мінералів з утворенням нових мінеральних асоціацій, рівноважних умовам локального метаморфізму та навколотріщинного метасоматичного перетворення. Розв'язання цієї проблеми дозволить переглянути та вийти на сучасний рівень інтерпретації матеріалів по ізотопній геохронології геологічних подій у докембрії та показати спосіб використання калій-аргонової ізотопної системи для датування діафторинно змінених порід докембрію, що має як теоретичне так і практичне значення.

Мета і основні завдання досліджень. Метою роботи є комплексне петрологічне, структурогенетичне дослідження та ізотопно-геохронологічний аналіз геологічних подій, які відбувалися на території Волинського мегаблоку, що призвели до діафторинного перетворення гранітоїдів. Визначення об'єктів і головних принципів застосування калій-аргонового ізотопного методу датування для з'ясування часу прояву геологічних подій у докембрії.

В процесі роботи вирішувались наступні задачі: 1. Вивчення можливостей застосування калій-аргонового ізотопного датування біотиту для геохронометрії явищ діафторезу. 2. Фіксація явищ діафторезу в об'єктах, що досліджуються, оцінка їх інтенсивності та мінеральних асоціацій, що визначають РТ- параметри цього процесу. 3. Вивчення складу біотитів із різних масивів діафторизованих гранітоїдів та температур їх утворення/перетворення. 4. Кореляція результатів геохронологічних досліджень циркону, амфіболу та біотиту для геохронометрії діафторинних процесів.

1. Короткий огляд ізотопної вивченості докембрійських порід Волинського мегаблоку Українського щита

Надається загальна геологічна характеристика Волинського мегаблоку УЩ, а також коротка історія ізотопно-геохронологічних калій-аргонових досліджень калієвмісних мінералів із докембрійських порід цього регіону. Відмічається великий внесок у розвиток K-Ar ізотопно-геохронологічних досліджень на Українському щиті видатних вчених України - М.П. Семененка, Є.С.Бурксера, А.П. Виноградова. Значний вклад в ізотопно - геохронологічні в поєднанні з петрологічними дослідженнями докембрійських гірських порід західної частини УЩ внесли М.І. Івантишин, А.Я. Хатунцева, Є.І. Логвин, М.П. Щербак, О.М. Пономаренко, В.М. Скобелев, Г.В. Артеменко, Л.М. Степанюк, І.М. Лісна тощо. Нажаль, в останні десятиріччя спостерігається зниження інтересу до калій-аргонового методу датування гірських порід. Проте комплексування цього методу геохронології з структурогенетичними та петрологічними дослідженнями розкриває нові обрії в наукових дослідженнях докембрію УЩ.

2. Методи досліджень діафторинно змінених порід

Описуються головні засади та методики, що застосовувалися при наукових дослідженнях при виконанні дисертаційної роботи. У першу чергу - це структурогенетичний та петрологічний аналізи порід, що досліджувалися з метою правильної інтерпретації ізотопно-геохронометричних даних. В структурогенетичний аналіз включені петроструктурний, мікроструктурний та мікротектонічний аналізи для оцінки наявності та інтенсивності в'язких та крихких деформацій порід та їх вплив на перетворення мінералів, за якими проводяться геохронологічні дослідження. Для оцінки термодинамічних параметрів діафторинних перетворень проводився петрогенетичний аналіз мінеральних асоціацій, що виникають на кожному із етапів перетворення магматичних порід.

Для визначення особливостей впливу діафторинних перетворень на склад та розподіл хімічних елементів в біотитах досліджуваних порід з розрахунком температури їх утворення та перетворення за мономінеральними геотермометрами Ж. Лухра та Д. Хенри проводилися мікрозондові дослідження біотиту на РЕМ МА-102 та РЕМ-106.

Для аналізу розподілу ізотопних дат по території дослідження та типам порід, а також для статистичної обробки, накопичення та збереження результатів комплексного дослідження геологічних об'єктів, була створена та застосована БД «Граніти Українського щита», яка в останній час доповнилась результатами структурогенетичних досліджень порід, а також ізотопно-геохронологічних та мікрозондових досліджень біотиту.

В геохронометричних дослідженнях розглядаються питання теоретичних засад визначення ізотопного віку калієвмісних мінералів K-Ar методом. Проведений огляд факторів, що впливають на поведінку радіогенного аргону в мінералах, особливо по його втраті (видаленню) чи накопиченню у зв'язку із зовнішнім впливом, що діє на мінерал після його перетворення при діафторезі показує, що K-Ar метод геохронометрії надає можливість означити момент початку накладених тектонічних та діафторинних подій та час їх закінчення при температурах блокування радіогенного аргону кристалічними решітками тих чи інших калієвмісних мінералів. Цінність K-Ar методу полягає в здатності бути геотермометром системи, що вивчається. Поряд з цим, означений метод у поєднанні із іншими ізотопно-хронометричними методами може використовуватися для визначення тривалості деяких геологічних процесів і часу охолодження дайкових та жильних порід.

3. Структурогенетична характеристика палео-протерозойських гранітоїдів Волинського мегаблоку

Приводиться петрографічна і структурогенетична характеристика докоростенських гранітоїдів та співіснуючих з ними діоритоїдів Волинського мегаблоку УЩ. Визначена ступінь їх діафторинних перетворень. Виявлено, що всі досліджувані породи в меншому чи більшому ступені були піддані діафторинним зміненням. При цьому, автором під діафторинними зміненнями розуміється регресивне мінеральне перетворення, що відбувається в процесі пристосування магматичних та метаморфічних порід до нових умов більш низьких температур та тисків по відношенню до параметрів формування первинних мінеральних асоціацій, яке може відбуватися як без (локальний динамотермальний метаморфізм), так із з частковою зміною хімічного складу (метасоматизм).

Головним результатом структурогенетичних досліджень явилося те, що за часом прояву та термодинамічними умовами виявлено два типи регресивного мінерального та тектонічного перетворення порід (діафторезу). Перший тип - автометаморфічний, що є по суті посткристалізаційним діафторезом магматичних гірських порід, який відбувається при зміні термодинамічних умов у процесі їх кристалізації при дії залишкових розплавів та летких речовин, а також постмагматичних гідротермально-метасоматичних розчинів на породи, що охолоджуються. В більш основних різновидах порід (гранодіоритах, кварцових діоритах) він проявився в сосюритизації плагіоклазу; активній епідотизації з утворенням нової генерації біотиту та сфену за рахунок амфіболу без порушення загальної структури породи; у більш кислих різновидах - в пертитизації мікрокліну, в'язкій деформації кварцу й раннього біотиту з частковим заміщенням біотиту мусковітом та/або хлоритом на заключних етапах динамічноактивного режиму автометаморфізму.

Другий тип діафторезу - накладений локальний (в межах тектонічних зон) регресивний розломно-тріщинний динамотермальний метаморфізм, який за своєю суттю являється метаморфічним перетворенням гірських порід під дією стресу за підвищених температур у зв'язку із проникненням глибинних флюїдів при тектонічних зрушеннях окремих блоків порід. Головними елементами розломно-тріщинного діафторезу є: дроблення окремих зерен порід; контурне міжзернове сковзання як з обертанням, так і без обертання фрагментів кристалів; міжзернова рекристалізація в ділянках стиснення з паралельним заліковуванням відкритих тріщин та відновленням дислокаційних швів. Діафторинні перетворення розломно-тріщинного типу здійснювалися при мінливісті напрямку та інтенсивності напруження, за малого та помірного тиску з перерозподілом речовини за механізмом “розчиненняпереніс кристалізація” для кварцу, польових шпатів та біотиту. Вони супроводжувалися явищами обмінної реакційної метасоматичної взаємодії матричних мінералів як між собою, так із інфільтруючими флюїдами або розчинами, імпрегнацією тріщинного простору привнесеними мінеральними компонентами тощо.

Було виявлено, що гранітоїди Корнинського масиву були мінімум тричі перетворені в температурних умовах не нижче епідот-амфіболітової фації (В3), про що свідчать лужні та вапнянисто-лужні мінеральні парагенезиси тектономатриксу (біотит + кварц + мікроклін + альбіт) та (синьо-зелений амібол + біотит + епідот+ сфен). Порфіроподібні гранітоїди Коростишівського масиву також мають ознаки перекристалізації породи в умовах крихко-в'язкої течії з явищем інфільтраційно-метасоматичної кристалізації упорядкованого мікрокліну, формуванням кліважних біотитових доменів з явищами перекристалізації первинного та кристалізації новоутворенного біотиту. Особливістю мінерального складу гранітоїдів виявився прояв більш низькотемпературного процесу мусковітизації та хлоритизації породи. Гранітоїди Шепетівського масиву, що за складом відповідають гранодіоритам, також були перетворені в умовах в'язко-крихкої деформації всіх без винятку породотворних мінералів із гранулобластезом кварцу, крихким блокуванням плагіоклазу та мікрокліну, деформацією біотиту та сфену. Тектоногенез супроводжувався міжзерновим сковзанням із слабкою взаємодією між мінералами та флюїдом, а також перекристалізацією ранішнього та кристалізацією новоутворенного біотиту, сфену, епідоту. Динамічна та статична рекристалізація кварцу з відособленням субзерен, характер деформаційного двійникування плагіоклазу та наявність деформаційних пертитів визначають температуру діафторинних перетворень в діапазоні 550-600С. Пізні низкотемпературні перетворення фіксуються процесом хлоритизації за своїм власним структурним планом. Детальне петрографічне вивчення гранітів Мухарівського масиву виявило, що переважна більшість зерен породотворних мінералів дислокована, розбита тріщинами, розтягнута. Дислокація плагіоклазу виражена у пластичній деформації полісинтетичних двійників, блокуванні таблиць із зсувом та переорієнтуванням окремих фрагментів з подальшим заліковуванням тріщин лусками біотиту, сфеном, апатитом, епідотом, а на прикінці процесу - кварцовими жилками. Поряд із процесом імпрегнаційного заповнення тріщин новоутвореними мінералами відбуваються обмінні реакції між мінералами та інфільтруючими флюїдами, що приводять до сосюритизації андезину, навколотріщинної серицитизації та альбітизації плагіоклазу, а також заміщення його решітчастим мікрокліном. Діафторинні процеси в мухарівських гранітах поділяються як мінімум на два етапи - більш високотемпературний, пов'язаний, можливо з автометасоматичними перетвореннями в активній тектонічній обстановці при температурах, вищих за 400 оС та низькотемпературний (до гідротермально-метасоматичного) в межах зеленокамяних та гідротермальних перетворень. Перетворення сірих рівнозернистих гранітів Житомирського та Полонського масивів хоча і схожі між собою, проте розрізняються інтенсивністю прояву різних етапів діафторезу. Якщо в гранітах Житомирського масиву за інтенсивністю переважає пізньомагматичний етап, то для гранітів м.Полонне притаманний постмагматичний етап із в'язко-крихкою деформацією в режимі зсуву із формуванням парагенезису мусковіт-хлорит за рахунок первинного біотиту. В гранітоїдах та діоритоїдах Осницького блоку чітко відстежуються пізньомагматичний та постмагматичний етапи перетворення. Найяскравішим їх проявом є явища епідотизації та реакційної взаємодії пізнього біотиту із амфіболом. Деформація мікрокліну, кварцу й біотиту свідчить, що заключні етапи кристалізації розплаву та становлення інтрузивних тіл відбувалися у динамічно-активному режимі. Відсутність ясно вираженого бластезу та рекристалізації в гранодіоритах Букинського масиву (с.Тригір'я), свідчить про деформацію породи на заключних стадіях кристалізації інтрузії. Деформаційні перетворення гранодіоритів виражаються в інтенсивному блокуванні та пластичній деформації таблитчастих зерен мікрокліну та плагіоклазу, хвилястому згасанні кварцу, наявністі деформаційного двійникування в зернах рогової обманки, розриві деяких лусок біотиту.

Петрологічний аналіз показав, що в результаті діафторезу в гранітоїдах поряд з первинними магматогенними породотворними мінералами в умовах, що відповідають епідот-амфіболітовій фації метаморфізму, з'являються новоутворені калієвмісні мінерали -мікроклін, біотит, мусковіт, діафторинне походження яких визначається структурогенетичними та мікротектонічними дослідженнями.

4. Геохімічна характеристика біотитів

Обговорюються результати мікрозондових досліджень біотитів із гранітів, що досліджуються. Вони характеризуються неоднорідним внутрішньозерновим розподілом мінералотворних елементів. Найбільшою варіативністю характеризується залізо, кремнезем, в деяких масивах - магній (Шепетівський, Виривський, Букинський), або калій (Новоград-Волинський, Виривський, Полонський, Осницький). На стабільність вмісту в біотитах калію впливають процеси діафторинного змінення первинного біотиту (мусковітизація, хлоритизація та гідратація порід, що по різному віддзеркалюється на поведінці інших мінералів). Так, мусковітизація призводить до підвищення ролі AlVI по відношенню до суми заліза, магнію та титану, хлоритизація - до паралельного зменшення в кристалохімічній формулі кількості калію, заліза та глинозему з відносним підвищенням кількості магнію, лужні метасоматичні перетворення - до збільшення в біотиті нормативної лужності за рахунок входження додаткової кількості натрію, гідратація - до пониження кількості лугів.

Дослідження виявили, що підвищеною модальною лужністю за рахунок перекристалізації з перерозподілом лугів характеризуються біотити Корнинського, Полонського, Мухарівського та Осницького масивів. Незначний вплив метасоматичних розчинів на біотити можливо мав місце у ждилівських та виривських гранітоїдах й діоритоїдах. Не піддавалися лужному метасоматичному впливу біотити Коростишівського, Житомирського та Рокитнівського масивів. Пониження кількості калію нижче нормативного відмічається в біотитах діоритоїдів-гранітоїдів Шепетівського, Ждилівского, Виривського та Рокитнівського масивів. Цьому сприяють процеси діафторинної хлоритизації біотиту з утворенням слюди проміжного складу.

Максимально високі коефіцієнти залізистості притаманні біотитам-анітам із гранітоїдів Корнинського та Коростишівського масивів, трохи менші - біотитам із порід Полонського, Мухарівського та Осницького масивів. До низькозалізистих анітів можна віднести біотити Житомирського та Рокитнівського масивів. Наймагнезіальнішим є хлоритизований біотит із порід Шепетівського, Ждилівського та Виривського масиву, а також гранодіоритів с.Тригір'я.

За титаністістю всі досліджені біотити поділилися на дві групи: 1) низькотитанисті з формульним числом титану <0,20 (Шепетівський, Мухарівський, Новоград-Волинський, Осницький, Ждилівський та Виривський масиви; 2) титанисті, з формульним числом >0,28 (Корнинський, Коростишівський, Житомирський, Полонський, Рокитнівський, Букинський та Жежелівський масиви). При цьому можна стверджувати, що внутрішньокристалічні перетворення, пов'язані із виносом заліза, приводять до появи надлишкового Ті по відношенню до рівноваги «залізо-титан», який відокремлюється у власну мінеральну фазу, включену в біотит - сфен або рутил, які виповнюють тріщини, або формують вростки у вигляді сагенітових граток.

В цілому, уявлення про середній вміст мінералотворних елементів та їх формульну кількість в біотитах палеопротерозойських докоростенських гранітах Волинського мегаблоку УЩ можна отримати із наведеної таблиці. Максимальна хімічна неоднорідність цього мінералу притаманна гранітоїдам із максимальним ступенем його перекристалізації. Значні коливання в біотитах зазнають такі параметри, як вміст заліза та його співвідношення із магнієм, вміст титану та калію. Склад і співвідношення мінералотворних компонентів в рекристалізованих за умов епідот-амфіболітової фації метаморфізму відмінах біотиту наближається до ранніх (первинних) кристалів. Тому робиться висновок, що при діафторезі утворення нових зерен біотиту відбувається за механізмом «розчинення - переніс - кристалізація» із збереженням первинного співвідношення між компонентами, притаманного раннім фазам кристалізації. Перебудова кристалічної решітки біотиту при хлоритизації та гідратації в умовах зеленосланцевої фації метаморфізму або при метасоматичній переробці мінералів ранніх фаз діафторезу приводить до появи відмін слюд, проміжних між біотитом та хлоритом, відносно збагачених магнієм, AlVI та збіднених калієм, формульна кількість якого не компенсується ізоморфним входженням в кристалічну решітку Na+ та Ca2+.

Метаморфічна, метасоматична і дислокаційна перебудова деформованих кристалів при діафторезі сприяє також утворенню додаткових дефектів в кристалічних решітках, розщепленню пластин по спайності, а, відповідно, й полегшенню дифузії з виносом по дефектних каналах утвореного раніше радіо-генного аргону до повної його втрати.

За розрахунками температурного параметру Ж.Лухра, діапазон кристалі-зації/перекристалізації біотиту майже в усіх масивах вкладається в температурний інтервал 590-640оС, який відповідає параметрам діафторезу в умовах епідот-амфіболітової фації метаморфізму. В цьому температурному діапазоні відбувається вирівнювання складу первинного (реліктового магматогенного або метаморфогенного) та новоутворенного діафторинного біотиту. Відмінність в складі ранніх та більш пізніх генерацій біотитів зрастає з пониженням температури перетворення (<560оС). Це притаманне гранітоїдам та діоритоїдам хут.Ждилів, с.Вири, с.Судилків, м.Полонне, м.Новоград-Волинського та с.Осницьк і підтверджується частковою хлоритизацією біотиту. Пониження температур в тектонічно-активних зонах при тисках <200 МПа (фація В4 за В.С.Соболевим) до рівня 480-360оС приводить до повного заміщення біотиту магнезіальним (в гранодіоритах та діоритах) хлоритом в асоціації з епідотом, а рогової обманки актинолітом, або залізистим (в гранітах) хлоритом в асоціації з мусковітом.

5. Геохронологія діафторинно змінених палеопротеро-зойських гранітоїдів Волинського мегаблоку

Розглядаються питання комплексного застосування різних ізотопно-геохронометричних методів датування гранітоїдних порід для максимально повного відтворення історії формування та перетворення гранітоїдних порід докембрію Волинського мегаблоку. Для цього визначалися та використовувалися такі реперні вікові радіогеохронологічні параметри: 1) час кристалізації розплаву (інтрузії) за цирконом (U-Pb); 2) час закінчення кристалізації розплаву, або вік високотемпературних автометаморфічних перетворень за роговою обманкою (K-Ar); 3) час кінцевого охолодження інтрузії або закінчення діафторинного перетворення порід в конкретних ділянках тектонічних порушеннь за біотитом (K-Ar).

В окремих підрозділах розглянуті питання впливу діафторинних перетворень на уран-свинцеву систему циркону на прикладі циркону із гранітоїдів Корнинського, Коростишівського, Шепетівського та деяких інших масивів, а також геохронометричні дослідження діафторинно змінених порід K-Ar методом по асоціюючим амфіболам і біотитам, або тільки по біотитам за відсутності в породах амфіболу.

Аналізуючи власні результати досліджень та опубліковані визначення ізотопного віку кристалічних порід західної частини Українського щита автор прийшла до висновку, що термоекспозиція або тривалість діафторезу, а відповідно, й швидкість пониження температури в тектонічних зонах, як правило, не може вираховуватися прямим методом, виходячи тільки з температури та часу фіксації радіогенного аргону в співіснуючих амфіболах та біотитах. В гранітах, контамінованих діоритоїдами ранніх фаз, також ксенолітами давніх амфіболітів та амфіболових гнейсів, можливі випадки присутності реліктової рогової обманки з температурою кристалізації вищою за повторний розігрів гранітним розплавом. При цьому буде спостерігатися не тільки збільшення часового проміжку між двома подіями - кристалізацією амфіболу та остиганням біотиту, але й більш молодий вік циркону граніту по відношенню до K-Ar віку співіснуючої рогової обманки.

Уявлення про вікові співвідношення асоціюючих цирконів, амфіболів та біотитів із гранітоїдів Корнинського, Коростишівського, та Шепетівського масивів дають відповідні діаграми їх термовікового співвідношення.

Геохронометричні дослідження діафторинно змінених гранітоїдів Волинського мегаблоку K-Ar методом по біотитах підтвердили, що при автометаморфічних процесах під час охолодження гранітоїдів до температури фіксації радіогенного аргону в калієвмісних мінералах, накопичення його не відбувається. Про це свідчить більш «молодий» по відношенню до циркону K-Ar вік біотиту гранітоїдів, часто синхронний з відповідними датами, отриманими по біотиту із інших різновікових масивів та метаморфічних порід регіону.

Визначений K-Ar методом вік біотиту вказує на час останнього циклу охолодження породи. Порівнюючи тип, інтенсивність та характер діафторинних перетворень досліджених порід, що визначався випереджаючим структуро-генетичним аналізом, із складом та часом закриття структур біотиту для дифузії Ar40, можна зробити висновок, що породи Волинського мегаблоку УЩ в період від часу гранітоутворення до дати 1640 млн. р. діафторизувалися виключно в умовах епідот-амфіболітової фації метаморфізму, в період від 1620 до 1500 млн.р. - в умовах мусковітової субфації А3 та зеленосланцевої фації В4. З 1460 млн.р. динамотермальна активізація регіону супроводжувалася, головним чином, гідратацією слюд вздовж зон розломів в умовах фації А4.

При повторному перетворенні магматичних порід діафторинними процесами первинномагматичні калієвмісні мінерали (біотит та амфібол) також повністю втрачають раніш накопичений радіогенний аргон за досить короткий період повторного прогрівання порід в тектонічних зонах при температурах більших за температуру його фіксації кристалічними решітками відповідних мінералів. Повторна втрата 40Ar відбувається поки наступне охолодження не досягне температур фіксації його кристалічними решітками мінералів.

Поява в кожному з масивів, що вивчався, по декілька різновікових генерацій біотиту свідчить про неодноразовий прояв в цих масивах подій динамотер-мального та метасоматичного діафторинного перетворення порід. За площею розповсюдження їх можна класифікувати як регіональні (одночасно відбуваються в різних ділянках території мегаблоку) та локальні (притаманні тільки окремим масивам та тектонічним блокам другого порядку). На даному етапі досліджень було виявлено п'ять регіональних та цілу низку локальних діафторичних подій, пов'язаних з різними етапами історії розвитку УЩ.

Регіональні події діафторезу, що проявилися по всій території мегаблоку зафіксовані у трьох вікових діапазонах 1950-1980, 1850-1900 та 1730-1770 млн.р. з циклічністю 5-10-20 млн.р. в кожній. Більш молоді діафторинні події у вікових діапазонах 1570-1620 та 1400-1460 млн.р. з аналогічною циклічністю проявлені одночасно на Осницькому та Новоград-Волинському тектонічних блоках Локальні діафторинні події в межах блоків другого порядку були зафіксовані у K-Ar віці біотиту і відбувалися ситуаційно в зоні Коростишів-Корнин 1780-1790 млн.р. тому, в районі м.Новоград-Волинська 1690 млн.р. тому, в районі с.Вири 1650 млн.р. тому, в західній частині Осницького блоку 1520-1550 млн.р. тому, в Пержанському масиві 1510 та 1370-1375 млн.р. тому тощо.

За результатами статистичної обробки ізотопно-геохронометричних даних із залученням петрологічної та мінералогічної інформації по площі мегаблоку з побудовою ізохрон були виділені ділянки завершеного діафторезу метаморфічних, магматичних та палингенно-анатектичних порід. При цьому припущення щодо положення, що ізотопний вік порід за калій-аргоновим співвідношенням в біотитах починає відраховуватися після його охолодження, було застосовано до всіх біотитових та біотитвмісних порід докембрію як магматичного, так і метаморфічного походження.

Звідси виявилося, що метод K-Ar датування кристалічних порід докембрію по біотиту можна використовувати для площадних досліджень, які можуть виявити регіональні особливості прояву середньо- й високотемпературного метаморфізму, а також для виділення блоків різновікового метаморфізму й пошуку в них зон та ділянок тектонічної динамотермальної активізації. Наймолодша ендогенна термоактивність у вигляді локальних смуг діафторезу вздовж тектонічних порушень та/або своєрідних „ділянок прогріву” спостерігається тільки у межах окремих розломних зон, а також фіксується в них появою дайкових порід.

Висновки

ізотопний біотит геохронологічний аргоновий

Проведені комплексні дослідження гранітоїдів ранньопротерозойського докоростенського віку Волинського мегаблоку Українського щита визначили, що поєднання петрогенетичних та ізотопних геохронометричних досліджень порід Українського щита є дієвим механізмом для прослідковування у просторі та часі метаморфічних та тектонічних подій, які відбувалися у докембрії. Головними інформативними напрямами таких досліджень є - структурогенетичний, петрологічний та геохронометричний. Петрографічна складова досліджень представлена мінерально парагенетичним, структурогенетичним та мікротектонічним аналізами, які дозволяють оцінити етапність, інтенсивність, послідовність та температурний режим діафторинного перетворення окремих тіл а також породних комплексів. U-Pb та K-Ar геохронометричні дослідження дозволяють визначити вік окремих етапів тектонічного та динамотермального перетворення порід, а також виявити на площі дослідження найбільш термальноактивні ділянки діафторезу. Комплексування структурогенетичних, мінералогічних та ізотопних геохронометричних досліджень докембрійських порід у регіональному масштабі дозволяє більш об'єктивно простежувати послідовність та характер діафторинних подій у межах регіонів щита, що досліджуються.

Структурогенетичні дослідження гранітоїдів північно-західної частини Українського щита показали, що: всі палеопротерозойські докоростенські гранітоїди Волинського мегаблоку в тій чи іншій мірі діафторизовані. Корнинські, коростишівські, житомирські, шепетівські, осницькі, мухарівські, новоград-волинські та деякі інші палеопротерозойські гранітоїди з часу кристалізації до сучасного вигляду пройшли по декілька етапів послідовних локальних тектонічних та діафторинних перетворень в межах температур та тисків, що за мінеральними парагенезисами відповідають низькій амфіболітовій, епідот-амфіболітовій та зеленосланцевій фаціям регіонального метаморфізму, а також середньо-температурним метасоматичним зміненням.

Означені явища відбувалися в умовах крихко-в'язкої деформації всіх кристалічних порід (власне магматичних та вмісних метаморфічних) і носять локальний характер. В меншій чи більшій мірі ці перетворення притаманні практично всім докембрійським кристалічним породам УЩ.

Проведені геохімічні дослідження найрозповсюдженішого діафторинного мінералу гранітоїдів - біотиту показали, що цей мінерал в усіх досліджених гранітоїдах характеризується внутрішньозерновою неоднорідністю хімічного складу, а можливо, і дефектністю структури. Найбільшого коливання в біотиті зазнають такі параметри, як вміст заліза та його співвідношення із магнієм, вміст титану та калію. Склад і співвідношення мінералотворних компонентів в рекристалізованих за умов епідот-амфіболітової фації метаморфізму різновидах біотиту наближається до ранніх (первинних) кристалів. Перебудова кристалічної решітки біотиту при хлоритизації та гідратації в умовах зеленосланцевої фації метаморфізму або при метасоматичній переробці мінералів ранніх фаз діафторезу приводить до появи відмін, проміжних між біотитом та хлоритом, збагачених магнієм, AlVI та збіднених калієм, що не компенсується ізоморфним входженням в кристалічну решітку Na+ та Ca2+.

Метаморфічна, метасоматична і дислокаційна перебудова кристалів при діафторезі сприяє утворенню додаткових дефектів в кристалічних решітках, а, відповідно, й полегшенню видалення по дефектних каналах радіогенного аргону в процесі динамотермального діафторезу. Тому результати K-Ar геохронометрії біотиту не залежать від віку утворення порід, а також типу, тривалості та кількості етапів діафторинних перетворень, а фактично відображують час закриття калій-аргонової системи біотитів при остаточному охолодженні діафторинно змінених порід.

Ізотопні геохронометричні дослідження мінералів із кристалічних порід дозволяють прослідкувати історію термальних та динамотермальних подій, що впливали на діафторинні перетворення палеопротерозойських гранітоїдів Волинського мегаблоку УЩ. Поява в кожному з масивів по декілька різновікових генерацій біотиту свідчить про неодноразовий прояв в цих масивах явищ динамотермального та метасоматичного діафторинного перетворення порід.

За площею розповсюдження їх можна класифікувати як регіональні (одночасно відбуваються в різних ділянках території мегаблоку) та локальні (притаманні тільки окремим масивам та тектонічним блокам другого порядку). На даному етапі досліджень було виявлено п'ять регіональних та цілу низку локальних діафторичних подій, пов'язаних з різними етапами історії розвитку УЩ.

Регіональні події діафторезу, що проявилися у більшому чи меншому ступені по всій території мегаблоку зафіксовані у трьох вікових діапазонах 1950-1980, 1850-1900 та 1730-1770 млн.р. з циклічністю 5-10-20 млн.р. Більш молоді діафторинні події у вікових діапазонах 1570-1620 та 1400-1460 млн.р. з аналогічною циклічністю проявлені на Осницькому та Новоград-Волинському тектонічних блоках. Локальні діафторинні події фіксуються за K-Ar віком біотиту в межах окремих масивів та вмісних порід.

Практичне застосування результатів комплексного застосування петрологічних, структурогенетичних та ізотопних геохронометричних методів дослідження породотворних та акцесорних мінералів, дозволяє розглядати результати проведених досліджень у якості основи для подальшого вирішення геологічних завдань як на окремих об'єктах, так і фундаментальних геологічних проблем геології докембрію Українського щита. Широкі можливості в цьому напрямку відкриваються при реалізації комплексних регіональних ізотопних та петрологічних досліджень порід і мінералів з створенням комплексної регіональної бази петрографічних, структурогенетичних, мінералогічних та геохронометричних даних.

Література

1. Павлова О. Структурогенез у порфіробластичних гранітах коростишівського типу Українського щита / О. Павлова, О. Бубнова, С. Філіпов // Вісник Київського університету: сер. Геологія. - 2006. Вип. 36. - С.34-35.

2. Павлова О. Мікротектонічний аналіз порфіроподібних гранітів північно-західної частини Українського щита / О. Павлова, Г. Павлов, О. Бубнова, С. Філіпов // Вісник Київського університету: сер. Геологія. - 2006. Вип. 37. - С.29-31

3. Павлова О Еволюція мінерального складу та структури Мухарівських гранітоїдів північно-західної частини Українського щита / О. Павлова, Г. Павлов, О. Бубнова // Вісник Київського університету: сер. Геологія. - 2007. Вип. 40. - С.14-18.

4. Павлова О.О. Калій-аргонова геохронометрія розломних зон докембрію Українського щита / О.О. Павлова, О.М. Пономаренко, Г.Г. Павлов // Геохімія та рудоутворення, № 27, 2009 р. - С. 44-50.

5. Павлова О. Геоінформаційні системи петрографії гірських порід (на прикладі Українського щита) / О.О. Павлова, О.М. Пономаренко, Г.Г. Павлов, Ю.Л. Гасанов // Геоінформатика, №1, 2009.- C. 62-68.

6. Павлова О. Ретроспективний структурогенетичний та геотермохроно-метричний моніторинг метаморфічних та тектонічних подій у докембрії (на прикладі Українського щита) / О. Павлова, О. Пономаренко // Вісник Київського університету: сер. Геологія. - 2010. Вип. 50. - С.55-57

7. Павлова О.О. Геохронометрія докембрійських зон діафторезу в кристалічних породах північно-західної частини Українського щита / О.О. Павлова, О.М. Пономаренко // Мінералогічний журнал. Вип.32, №3, 2010 .- C.82-87.

Размещено на Allbest.ru