Подать статью
Стать рецензентом
EN
Online First
Научная статья
Геология

Высокоглиноземистые гнейсы чупинской толщи Беломорского подвижного пояса: условия метаморфизма, парциальное плавление и возраст мигматитов

Авторы:
А. В. Юрченко1
Ш. К. Балтыбаев2
Т. А. Мыскова3
Об авторах
  • 1 — канд. геол.-минерал. наук научный сотрудник Институт геологии и геохронологии докембрия РАН ▪ Orcid
  • 2 — д-р геол.-минерал. наук главный научный сотрудник Институт геологии и геохронологии докембрия РАН ▪ Orcid
  • 3 — канд. геол.-минерал. наук старший научный сотрудник Институт геологии и геохронологии докембрия РАН ▪ Orcid
Дата отправки:
2025-01-29
Дата принятия:
2025-07-02
Дата публикации онлайн:
2025-12-11

Аннотация

В чупинской парагнейсовой толще Беломорского подвижного пояса (БПП) Фенноскандинавского щита изучены мигматизированные гнейсы и определены условия частичного плавления при высокоградном метаморфизме пород. Температуры и давления плавления пород, количество и состав расплава, который образуется при плавлении гнейсов в условиях замкнутой системы, определялись путем прямого компьютерного термодинамического моделирования минералообразования и построения псевдосечений в координатах «давление – температура». Расчеты минералообразования основаны на принципе минимизации энергии Гиббса системы и реализованы с помощью программного комплекса PERPLE_X. Для расчетов использовались валовые составы мигматизируемых пород чупинской толщи, предварительно ранжированные и сгруппированные по содержанию петрогенных компонентов. Показано, что при водонасыщенном частичном плавлении различающихся по составу гнейсов образуются гранитные или гранодиорит-тоналитовые расплавы в температурном диапазоне 680-730 °С при средних и умеренно высоких давлениях. Установлено, что ключевым фактором, определяющим появление в изученных породах кианита, является повышенное отношение Al2O3/CaO (не менее 5:1) в протолите при суммарном содержании щелочей (Na2O + K2O), превосходящем CaO. В соответствии с индексом зрелости осадков CIA, протолиты гнейсов содержали обломочный материал различной степени седиментационной зрелости. Протолитами могли быть слабо и умеренно выветрелые источники сноса. U-Pb ID-TIMS датирование монацита из двух проб гранат-кианит-биотитового мигматита (из породы в целом) выявило палеопротерозойское время мигматизации чупинских гнейсов (1854±5 млн лет назад). Этот этап палеопротерозойской эндогенной активности широко проявлен в БПП и может быть связан с процессами формирования Лапландско-Кольского или Свекофеннского орогенов, расположенных к северо-востоку и юго-западу от этого пояса.

Область исследования:
Геология
Ключевые слова:
мигматиты Беломорье протолит кианит чупинские гнейсы частичное плавление датирование моделирование
Online First

Финансирование

Исследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда № 25-27-00117.

Литература

  1. Mingguo Zhai, Xiyan Zhu, Yanyan Zhou et al. Continental crustal evolution and synchronous metallogeny through time in the North China Craton // Journal of Asian Earth Sciences. 2020. Vol. 194. № 104169. DOI: 10.1016/j.jseaes.2019.104169
  2. Emo R.B., Kamber B.S. Evidence for highly refractory, heat producing element-depleted lower continental crust: Some implications for the formation and evolution of the continents // Chemical Geology. 2021. Vol. 580. № 120389. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2021.120389
  3. Touret J.L.R., Santosh M., Huizenga J.M. Composition and evolution of the continental crust: Retrospect and prospect // Geoscience Frontiers. 2022. Vol. 13. Iss. 5. № 101428. DOI: 10.1016/j.gsf.2022.101428
  4. Marimon R.S., Hawkesworth C.J., Dantas E.L. et al. The generation and evolution of the Archean continental crust: The granitoid story in southeastern Brazil // Geoscience Frontiers. 2022. Vol. 13. Iss. 4. № 101402. DOI: 10.1016/j.gsf.2022.101402
  5. Sakyi P.A., Kwayisi D., Nunoo S. et al. Crustal evolution of alternating Paleoproterozoic belts and basins in the Birimian terrane in southeastern West African Craton // Journal of African Earth Sciences. 2024. Vol. 220. № 105449. DOI: 10.1016/j.jafrearsci.2024.105449
  6. Wen-Bin Xue, Shao-Cong Lai, Yu Zhu et al. Generation of Neoproterozoic granites of the Huangling batholith in the northern Yangtze Block, South China: Implications for the evolution of the Precambrian continental crust // Journal of Asian Earth Sciences. 2025. Vol. 277. № 106395. DOI: 10.1016/j.jseaes.2024.106395
  7. Алексеев В.И. Глубинное строение и геодинамические условия гранитоидного магматизма Востока России // Записки Горного института. 2020. Т. 243. С. 259-265. DOI: 10.31897/PMI.2020.3.259
  8. Марин Ю.Б., Смоленский В.В., Бескин С.М. Типизация редкометалльных щелочных гранитов // Записки Российского минералогического общества. 2023. Ч. 152. № 5. С. 1-13. DOI: 10.31857/S0869605523050040
  9. Lehmann B. Formation of tin ore deposits: A reassessment // Lithos. 2021. Vol. 402-403. № 105756. DOI: 10.1016/j.lithos.2020.105756
  10. Yong-Fei Zheng, Peng Gao. The production of granitic magmas through crustal anatexis at convergent plate boundaries // Lithos. 2021. Vol. 402-403. № 106232. DOI: 10.1016/j.lithos.2021.106232
  11. Qiong-Xia Xia, Meng Yu, Er-Lin Zhu et al. Two generations of crustal anatexis in association with two-stage exhumation of ultrahigh-pressure metamorphic rocks in the Dabie orogen // Lithos. 2023. Vol. 446-447. № 107146. DOI: 10.1016/j.lithos.2023.107146
  12. Shaoji Yang, Yanru Song, Haijin Xu et al. Paleoproterozoic ultrahigh-temperature metamorphism and anatexis of the pelitic granulites in the Kongling terrane, South China // Precambrian Research. 2024. Vol. 414. № 107591. DOI: 10.1016/j.precamres.2024.107591
  13. Guangyu Huang, Jinghui Guo, Richard Palin. Phase equilibria modeling of anatexis during ultra-high temperature metamorphism of the crust // Lithos. 2021. Vol. 398-399. № 106326. DOI: 10.1016/j.lithos.2021.106326
  14. Haobo Wang, Shuyun Cao, Junyu Li et al. High-pressure granulite-facies metamorphism and anatexis of deep continental crust: New insights from the Cenozoic Ailao Shan–Red River shear zone, Southeast Asia // Gondwana Research. 2022. Vol. 103. P. 314-334. DOI: 10.1016/j.gr.2021.10.010
  15. Guangyu Huang, Hao Liu, Jinghui Guo et al. Partial melting mechanisms of peraluminous felsic magmatism in a collisional orogen: An example from the Khondalite belt, North China craton // Journal of Metamorphic Geology. 2024. Vol. 42. Iss. 6. P. 817-841. DOI: 10.1111/jmg.12774
  16. Ранний докембрий Балтийского щита / Отв. ред. В.А. Глебовицкий. СПб: Наука, 2005. 711 с.
  17. Глебовицкий В.А., Седова И.С., Ларионов А.Н., Бережная Н.Г. Изотопная периодизация магматических и метаморфических событий на рубеже архея и палеопротерозоя в Беломорском поясе, Фенноскандинавский щит // Доклады Академии наук. 2017. Т. 476. № 4. С. 435-439. DOI: 10.7868/S0869565217280179
  18. Володичев О.И. Беломорский комплекс Карелии. Геология и петрология. Л.: Наука, 1990. 245 с.
  19. Слабунов А.И., Азимов П.Я., Глебовицкий В.А. и др. Архейская и палеопротерозойская мигматизации пород Беломорской провинции Фенноскандинавского щита: петрология, геохронология, геодинамические следствия // Доклады Академии наук. 2016. Т. 467. № 1. С. 71-74. DOI: 10.7868/S0869565216070239
  20. Мыскова Т.А., Глебовицкий В.А., Миллер Ю.В. и др. Супракрустальные толщи Беломорского подвижного пояса: первичный состав, возраст и происхождение // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2003. Т. 11. № 6. С. 3-19.
  21. Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:200 000. Издание 2-е. Серия Карельская. Лист Q-36-XV, XVI (Лоухи). Объяснительная записка. М.: Московский филиал «ВСЕГЕИ», 2021. 109 с.
  22. Ручьев А.М. О протолите северокарельских гнейсов чупинской свиты беломорского комплекса // Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2000. Вып. 2. С. 12-25.
  23. Бибикова Е.В., Борисова Е.Ю., Другова Г.М., Макаров В.А. Метаморфическая история и возраст глиноземистых гнейсов Беломорского пояса Балтийского щита // Геохимия. 1997. № 9. С. 883-893.
  24. Другова Г.М. Особенности раннедокембрийского метаморфизма в Беломорском складчатом поясе (Балтийский щит) // Записки Всероссийского минералогического общества. 1996. Ч. 125. № 2. С. 24-38.
  25. Скублов С.Г., Азимов П.Я., Ли С.-Х. и др. Полиметаморфизм чупинской толщи Беломорского подвижного пояса (Фенноскандия) по данным изотопно-геохимического (U-Pb, REE, O) исследования циркона // Геохимия. 2017. № 1. С. 3-16. DOI: 10.7868/S0016752517010095
  26. Steiger R.H., Jäger E. Subcommission on geochronology: Convention on the use of decay constants in geo- and cosmochronology // Earth and Planetary Science Letters. 1977. Vol. 36. Iss. 3. P. 359-362. DOI: 10.1016/0012-821X(77)90060-7
  27. Connolly J.A.D. Multivariable Phase Diagrams: An Algorithm Based on Generalized Thermodynamics // American Journal of Science. 1990. Vol. 290. Iss. 6. P. 666-718. DOI: 10.2475/ajs.290.6.666
  28. Holland T.J.B., Powell R. An improved and extended internally consistent thermodynamic dataset for phases of petrological interest, involving a new equation of state for solids // Journal of Metamorphic Geology. 2011. Vol. 29. Iss. 3. P. 333-383. DOI: 10.1111/j.1525-1314.2010.00923.x
  29. White R.W., Powell R., Holland T.J.B. et al. New mineral activity–composition relations for thermodynamic calculations in metapelitic systems // Journal of Metamorphic Geology. 2014. Vol. 32. Iss. 3. P. 261-286. DOI: 10.1111/jmg.12071
  30. Pettijohn F.J., Potter P.E., Siever R. Sand and Sandstone. Springer-Verlag, 1972. 634 p.
  31. Nesbitt H.W., Young G.M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites // Nature. 1982. Vol. 299. Iss. 5885. P. 715-717. DOI: 10.1038/299715a0
  32. Юрченко А.В., Балтыбаев Ш.К., Волкова Ю.Р., Мальчушкин Е.С. Особенности вещественного состава, параметры метаморфизма и протолиты гранулитов Ларбинского блока Джугджуро-Становой складчатой области // Тихоокеанская геология. 2024. Т. 43. № 2. С. 20-39. DOI: 10.30911/0207-4028-2024-43-2-20-39
  33. Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1995. Vol. 59. Iss. 14. P. 2919-2940. DOI: 10.1016/0016-7037(95)00185-9
  34. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии. СПб: Наука, 2000. 479 с.
  35. Неелов А.Н. Петрохимическая классификация метаморфизованных осадочных и вулканических пород. Л.: Наука, 1980. 100 с.
  36. Warr L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols // Mineralogical Magazine. 2021. Vol. 85. Iss. 3. P. 291-320. DOI: 10.1180/mgm.2021.43
  37. Bibikova E., Skiöld T., Bogdanova S. et al. Titanite-rutile thermochronometry across the boundary between the Archaean Craton in Karelia and the Belomorian Mobile Belt, eastern Baltic Shield // Precambrian Research. 2001. Vol. 105. Iss. 2-4. P. 315-330. DOI: 10.1016/S0301-9268(00)00117-0
  38. Daly J.S., Balagansky V.V., Timmerman M.J., Whitehouse M.J. The Lapland–Kola orogen: Palaeoproterozoic collision and accretion of the northern Fennoscandian lithosphere // European Lithosphere Dynamics. Geological Society of London, 2006. Vol. 32. P. 579-598. DOI: 10.1144/GSL.MEM.2006.032.01.35
  39. Козловский В.М., Травин В.В., Саватенков В.М. и др. Термобарометрия палеопротерозойских метаморфических событий центральной части Беломорского подвижного пояса, Северная Карелия // Петрология. 2020. Т. 28. № 2. С. 184-209. DOI: 10.31857/S0869590320010033
  40. Dokukina K.A., Konilov A.N., Bayanova T.B. et al. Metamorphosed Plagiogranite Veins In Salma Eclogites, Belomorian Eclogite Province // Precambrian Research. 2024. Vol. 400. № 107248. DOI: 10.1016/j.precamres.2023.107248
  41. Бибикова Е.В., Богданова С.В., Глебовицкий В.А. и др. Этапы эволюции Беломорского подвижного пояса по данным U-Рb цирконовой геохронологии (ионный микрозонд NORDSIM) // Петрология. 2004. Т. 12. № 3. С. 227-244.
  42. Балаганский В.В. Главные этапы тектонического развития северо-востока Балтийского щита в палеопротерозое: Автореф. дис. … д-ра геол.-минерал. наук. СПб: Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, 2002. 32 с.
  43. Крылов Д.П., Климова Е.В. Происхождение карбонатно-силикатных пород Порьей губы (Лапландско-Колвицкий гранулитовый пояс) по результатам анализа стабильных изотопов (δ18O, δ13C) // Записки Горного института. 2024. Т. 265. С. 3-15.
  44. Салимгараева Л.И., Скублов С.Г., Березин А.В., Галанкина О.Л. Фальбанды Керетского архипелага Белого моря: характеристика состава пород и минералов, рудная минерализация // Записки Горного института. 2020. Т. 245. С. 513-521. DOI: 10.31897/PMI.2020.5.2
  45. Вревский А.Б., Кузнецов А.Б., Львов П.А. Возраст и стратиграфическое положение супракрустального комплекса каскамского блока террейна Инари (северо-восток Кольско-Норвежской области Фенноскандинавского щита) // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2023. Т. 511. № 2. С. 159-167. DOI: 10.31857/S2686739723600674
  46. Ниткина Е.А., Беляев О.А., Доливо-Добровольский Д.В. и др. Метаморфизм Корватундровской структуры Лапландско-Кольского орогена (арктическая зона Фенноскандинавского щита) // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 4. С. 603-621. DOI: 10.15372/GiG2021172
  47. Колодяжный С.Ю. Структурно-кинематическая эволюция юго-восточной части Балтийского щита в палеопротерозое. М.: ГЕОС, 2006. 332 с.
Статистика
Просмотр аннотаций
143
Просмотр полного текста
25
Процитировано
Scopus:
0
Crossref:
0
Меню статьи

Похожие статьи

Плавающие биоплато Constructed Floating Wetlands – фитотехнология для очистки сточных вод: опыт применения и перспективы использования
2025 Л. А. Иванова, Е. А. Красавцева, Т. Т. Горбачева
Перспективы редкоземельной рудоносности кор выветривания по гранито-гнейсам Соуктальского плутонического комплекса (Северный Казахстан)
2025 М. А. Джунусов, К. Р. Регми, Е. В. Климова, А. В. Резник
Обоснование оптимальных технико-экономических параметров карьера при этапной разработке рудных крутопадающих месторождений
2022 С. И. Фомин, М. П. Овсянников
Разработка инженерной методики определения норматива потребления электроэнергии аппаратами воздушного охлаждения
2025 Д. Е. Филимошина
Оценка параметров надежности схем цехового электроснабжения горных предприятий с однотрансформаторными подстанциями при различных способах их резервирования
2025 Р. М. Петрова
Реагентная очистка фторсодержащих сточных вод перерабатывающей промышленности
2025 Ю. Д. Пересунько, А. А. Писарева, С. В. Азопков, Е. Н. Кузин, Н. Е. Кручинина