Петрология, 2022, T. 30, № 2, стр. 124-139

ВВЕДЕНИЕ

Строение Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП) определяется сочетанием неопротерозойских и палеозойских палеоокеанических и островодужных комплексов и блоков с докембрийским фундаментом (Моссаковский и др., 1993; Диденко, 1994). Среди наиболее крупных блоков в центральном сегменте ЦАСП ранее рассматривались Дзабханский и Тувино-Монгольский террейны (рис. 1а), которые первоначально были включены в состав Боксон–Хубсугул–Дзабханского палеомикроконтинента (Беличенко, Боос, 1988; Беличенко и др., 1994; Зайцев, 1990). Дзабханский террейн объединяет Байдарикский, Тарбагатайский, Сонгинский и собственно Дзабханский террейны, которые позднее были отнесены к раннедокембрийским “кратонным” террейнам (Badarch et al., 2002) или нерасчлененным по возрасту метаморфическим террейнам без разделения на палеозойские, ранне- и позднедокембрийские (Buriánek et al., 2017). Исследования, проведенные к настоящему времени, показали многоэтапность формирования структурно-вещественных комплексов данных композитных террейнов в нео-протерозое (Козаков и др., 1997, 2014, 2017, 2021а, 2021б; Ярмолюк и др., 2017; Ярмолюк, Дегтярев, 2019; Kovach et al., 2021). При этом раннедокембрийские кристаллические комплексы были установлены только в байдарагинском и бумбугерском комплексах северо-западной части Байдарикского террейна (Козаков, 1986; Ранний докембрий …, 1993; Козаков др., 1997, 2007, 2021а), идерском комплексе Тарбагатайского террейна (Козаков и др., 2011; Kröner et al., 2015), а также Гарганской глыбе северо-восточной части Тувино-Монгольского террейна (Kovach et al., 2004; Анисимова и др., 2009; Bold еt al., 2019) (рис. 1а).

Рис. 1.

(а) Схема геологического положения раннедокембрийских и неопротерозойских комплексов в структурах Центральной Азии и (б) схема соотношения раннедокебрийского Бумбугерского блока и кристаллических комплексов неопротерозойского Южно-Хангайского метаморфического пояса Байдарикского террейна (с использованием: Козаков, 1986; Козаков и др., 2005, 2007, 2015, 2021а, 2021б, 2021в; Jian et al., 2010). (а): 1 – Сибирская платформа; 2 – ранние каледониды; 3 – толщи турбидитного бассейна среднего–позднего палеозоя; 4 – поздние каледониды; 5 – герциниды; 6 – вулканоплутонические пояса позднего палеозоя–мезозоя; 7, 8 – фрагменты континентальной коры с раннедокембрийским (7) и неопротерозойским (8) основанием; 9 – главные тектонические границы; 10 – положение Южно-Хангайского метаморфического пояса. Римские цифры: I – Байдарикский террейн; II – Тарбагатайский террейн; III – Дзабханский террейн; IV – Тувино-Монгольский террейн; V – Сонгинский террейн. (б): 1 – мезозойские и кайнозойские отложения; 2 – нерасчлененные средне- и верхнепалеозойские отложения; 3, 4 – нерасчлененные метаморфические породы Южно-Хангайского метаморфического пояса: 3 – метаморфические породы повышенного давления, 4 – двуслюдяные, гранат-биотитовые и биотитовые гнейсы с горизонтами мраморизованных известняков; 5 – ульдзитгольский комплекс: филлиты, черные сланцы (неопротерозой); 6 – нерасчлененные байдарагинский и бумбугерский комплексы раннего докембрия; 7 – нерасчлененные палеоокеанические породы Баянхонгорской зоны; 8 – нерасчлененные гранитоиды позднего палеозоя; 9 – габброиды (ранний палеозой?); 10 – нерасчлененные гранитоиды венда–раннего палеозоя; 11 – габбро-диорит-гранитовый комплекс Тацаингольского блока; 12 – тектонические границы и зоны разломов; 13 – зона стратиграфического несогласия в основании толщ ульдзитгольского комплекса мезо-неопротерозоя; 14 – предполагаемая сдвиговая зона сочленения толщ ульдзитгольского комплекса и Южно-Хангайского метаморфического пояса; 15 – положение участков проведения геохронологических исследований в раннедокембрийском блоке Байдарикского террейна: 1 – тоналитовые гнейсы байдарагинского комплекса; 2 – массив чарнокитоидов с ксенолитами гранулитов и эндербитов (рис. 2); 3 – массив эндербитов, 2364 ± 6 млн лет (рис. 3); 4 – Олонхудукский масссив, 1772 ± 1 млн лет.

Общим для раннедокембрийских блоков Байдарикского и Тарбагатайского террейнов является формирование их внутренней складчатой структуры в раннем протерозое на рубеже около 1855 млн лет. Раннепротерозойский метаморфизм и складчатость, определяющие внутренюю структуру этих блоков, не накладываются на постметаморфические граниты, возраст которых 1825 ± 5 млн лет, и постаккреционные анортозиты Олонхудукского и Хунжилингольского массивов с возрастами 1772 ± 1 и 1778 ± 10 млн лет¹¹ соответственно (Ранний докембрий …, 1993; Козаков и др., 2011, 2008б). В раннедокембрийском идерском комплексе Тарбагатайского террейна установлены сходные оценки возраста метаморфизма гранулитовой фации для чарнокитоидов и эндербитов – 1859 ± 3 и 2542 ± 1.4 млн лет (U-Th-Pb метод SIMS, Kröner et al., 2015).

Особенностью раннедокембрийских гранатовых гиперстенсодержащих и гранатовых чарнокитоидов Байдарикского террейна (1854 ± 5 млн лет) является присутствие в них ксенолитов пород гранулитовой фации преимущественно основного состава, которые рассматривались как относящиеся к вмещающим породам байдарагинского или бумбугерского комплексов (Козаков, 1986; Ранний докембрий …, 1993). Основанием для этого послужило присутствие в них реликтовых парагенезисов гранулитовой фации. Новые результаты геохронологических исследований циркона из ксенолита двупироксенового эндербита позволили по-новому взглянуть на особенности раннепротерозойского метаморфизма гранулитовой фации, которые отражают стадии формирования нижней коры раннего протерозоя в геологическом развитии раннедокембрийских комплексов Байдарикского террейна.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ И ВОЗРАСТ РАННЕДОКЕМБРИЙСКИХ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ БУМБУГЕРСКОГО БЛОКА БАЙДАРИКСКОГО ТЕРРЕЙНА

Байдарикский террейн представляет собой гетерогенную структуру, в которой развиты ранне- и позднедокембрийские кристаллические комплексы. Однако раннедокембрийские комплексы установлены только в его северо-западной части и были отнесены нами к самостоятельному Бумбугерскому блоку²² (рис. 1б). В этом блоке представлены породы, испытавшие метаморфические преобразования в архее и раннем протерозое (Ранний докембрий …, 1993). В этих породах были выделены два комплекса: байдарагинский и бумбугерский.

Гнейсы, кристаллические сланцы, содержащие пироксены, и амфиболиты, отвечающие по составу единой базальт-андезит-дацитовой магматической серии, были отнесены к архейскому байдарагинскому комплексу. Для тоналитовых гнейсов байдарагинского комплекса U-Pb методом по цирконам была получена оценка возраста 2646 ± 45 млн лет (точка 1 на рис. 1б). Данные цирконы кристаллизовались из расплава, поэтому полученная оценка рассматривалась как показывающая возраст образования расплава тоналит-трондьемитового комплекса (Ранний докембрий …, 1993). Возраст метаморфизма, происходившего на рубеже позднего архея и раннего протерозоя (~2514 ± 23 млн лет), был измерен (получен ИК) по метаморфогенным цирконам, имеющим геохимическую специфику, характерную для гранулитовой фации (Ранний докембрий …, 1993); присутствие в тоналитовых гнейсах цирконов (2848 ± 27 млн лет, U-Th-Pb, SIMS), предположительно, отражает позднеархейский возраст их протолита (Козаков и др., 2007).

В составе бумбугерского комплекса были выделены две толщи: 1) “контрастная” толща, в которой представлены кристаллические сланцы основного состава и лейкократовые плагиогнейсы; 2) толща форстеритсодержащих мраморов, магнетитовых кварцитов, пироксеновых и амфиболовых сланцев, гранатовых и биотитовых гнейсов и лейкократовых плагиогнейсов. В обеих толщах, а также в породах байдарагинского комплекса на современном эрозионном срезе становление главных картируемых структур и региональный метаморфизм амфиболитовой фации определялись по возрасту синметаморфических гранатовых (иногда гиперстен и энстатит-гранатовых) интрузивных чарнокитоидов с возрастом 1854 ± 5 млн лет (точка 1 на рис. 2), а его завершение фиксируют постметаморфические cубщелочные граниты и граносиениты с возрастом 1825 ± 5 млн лет (Ранний докембрий …, 1993; Козаков и др., 2007).

Рис. 2.

Схема строения массива синметаморфических гранатовых и гиперстен-гранатовых чарнокитотов (с использованием: Козаков, 1986; Козаков и др., 2007; Ранний докембрий …, 1993). 1, 2 – ульдзитгольский комплекс мезо-неопротерозоя: 1 – черные сланцы, филлиты, 2 – горизонт кварцитов и гравелитов; 3, 4 – раннепротерозойский бумбугерский комплекс: 3 – мраморы, кварциты, известково-силикатные гнейсы, биотитовые гнейсы и гнейсы, 4 – кристаллические сланцы основного состава, тоналитовые гнейсы; 5, 6 – магматические породы: 5 – синметаморфические гранатовые и гиперстен-гранатовые чарнокитоиды с ксенолитами гранулитов и эндербитов, 6 – рассланцованные в условиях амфиболитовой фации чарнокитоиды; 7 – катаклазиты; 8 – разломы; 9 – вертикальная (а) и наклонная (б) кристаллизационная сланцеватость, ориентировка линейности и шарниров складок (в); 10 – положение геохронологических проб: 1 – гранат-гиперстеновые чарнокиты, 1854 ± 5 млн лет, 2 – ксенолит эндербита, 2410 ± 11 млн лет, 3 – гранат-ортопироксен-клинопироксеновый гранулит, 1826 ± 27 млн лет (U‑Th-Pb, SIMS, Demoux et al., 2009).

В восточной части Бумбугерского блока (рис. 1б) установлен массив эндербитов (точка 1 на рис. 3) с возрастом 2370 ± 20 млн лет; позднее были проведены дополнительные аналитические исследования и получено более точное значение – 2364 ± ± 6 млн лет (Бибикова и др., 1990; Котов и др., 1995). На рубеже около 1855 млн лет эндербиты массива были рассланцованы в условиях амфиболитовой фации совместно с вмещающими их породами бумбугерского комплекса. Однако в отдельных частях массива и вмещающих породах, где данная сланцеватость амфиболитовой фации ограниченно развита, сохранилась более ранняя кристаллизационная сланцеватость – по гиперстену; это позволяет говорить о том, что внедрение и завершение кристаллизации расплава данных эндербитов и затем наложение сланцеватости (по гиперстену) происходили в условиях гранулитовой фации около 2360–2370 млн лет назад (Ранний докембрий…, 1993). Для жильных гранитов, секущих мигматитовую и метаморфическую полосчатость, установлен возраст 2308 ± ± 4 млн лет (Ранний докембрий …, 1993; Котов и др., 1995). В них не проявлены наложенные складчатость и рассланцевание, но развита фельдшпатизация, более поздняя по отношению к лейкосомам мигматитов. Формирование данных гранитов, по-видимому, оторвано от метаморфизма (~2370 млн лет) и, возможно, связано с образованием более поздних постаккреционных гранитов. Фельдшпатизация происходила после образования субвертикальной кристаллизационной сланцеватости северо-западного направления, связанной со становлением главных картируемых структур, т.е. после завершения метаморфизма (1854 ± 5 млн лет), возможно, в связи с формированием посткинематических гранитов (1825 ± 5 млн лет). В период раннепротерозойского эпизода метаморфизма (1860–1825 млн лет) все породы раннедокембрийского Бумбугерского блока Байдарикского террейна были переработаны в условиях метаморфизма амфиболитовой фации. Надо отметить, что в байдарагинском комплексе не были обнаружены гранитоиды с близким к ~2370 млн лет возрастом, а в породах бумбугерского комплекса не установлено более ранних эпизодов метаморфизма, близких к 2500–2550 млн лет, поэтому верхнюю возрастную границу интервала формирования толщ бумбугерского комплекса определяют эндербиты, возраст которых 2364 ± 6 млн лет. Можно также предполагать, что сочленение пород бумбугерского и байдарагинского комплексов происходило после внедрения эндербитов, а спаявший их метаморфизм амфиболитовой фации был приурочен к рубежу около 1855 млн лет.

Рис. 3.

Схема геологического строения массива эндербитов с возрастом 2364 ± 6 млн лет (Бибикова и др., 1990; Ранний докембрий …, 1993). 1 – рыхлые отложения; 2 – диабазы (палеозой?); 3 – порфириты (ранний палеозой?); 4, 5 – улдзитгольский комплекс мезо-неопротерозоя: 4 – филлитовидные сланцы, 5 – базальный горизонт кварцитов; 6 – дайки метабазитов, рассланцованные в амфиболитовой фации; 7 – эндербиты рассланцованные в амфиболитовой фации (гнейсогранодиориты); 8 – реликты эндербитов со сланцеватостью по гиперстену; 9–12 – бумбугерский комплекс (ранний протерозой): 9 – магнетитовые кварциты, 10 – толща переслаивания форстеритсодержащих мраморов, кальцифиров, биотитовых и гранатовых гнейсов, 11 – мигматизированные гранатовые гнейсы, 12 – кристаллические сланцы основного состава и плагиогнейсы с реликтами гранулитов; 13 – разломы; 14 – ориетировка кристаллизационной сланцеватости амфиболитовой фации; 15 – положение геохронологических проб: 1 – эндербиты, 2364 ± 6 млн лет, 2 – гранатовые гнейсы толщи переслаивания карбонатных и метатерригенных пород.

О времени формирования пород бумбугерского комплекса позволяют судить исследования детритовых цирконов (U-Th-Pb, SIMS). Для метатерригенных гранатовых гнейсов этого комплекса (точка 2 на рис. 3) был установлен возрастной интервал – 2.64–2.45 млрд лет (Козаков и др., 2007). Преобладающими являются ядра цирконов с возрастным диапазоном около 2.45–2.55 млрд лет, среднее значение возраста ²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb которых составляет 2501 ± 33 млн лет. Можно полагать, что накопление терригенных пород бумбугерского комплекса происходило 2500–2365 млн лет назад. Таким образом, источниками метатерригеных пород бумбугерского комплекса вполне могли быть породы байдарагинского комплекса, метаморфизованные около 2500 млн лет назад, а затем вошедшие в состав протолита пород бумбугерского комплекса. Это находит подтверждение в значениях Nd-модельных возрастов. Для бумбугерского комплекса установлено преобладание древнего (3.0–3.2 млрд лет) корового вещества в источниках метавулканитов и метаосадков без заметного влияния более молодых ювенильных или супракрустальных источников; плагиогнейсы и амфиболиты байдарагинского комплекса имеют сходные значения Nd-модельных возрастов в интервале 3.1−3.3 млрд лет (Ранний докембрий …, 1993; Козаков и др., 1997).

К настоящему времени установлено, что на современном эрозионном срезе в Бумбугерском блоке Байдарикского террейна фиксируется проявление регионального метаморфизма, достигающего уровня гранулитовой фации: в архейском байдарагинском комплексе ~2550 млн лет, в раннепротерозойском бумбугерском комплексе ~2365 млн лет; при этом в обоих комплексах проявлен метаморфизм амфиболитовой фации на рубеже ~1855 млн лет.

В гиперстен-гранатовых и гранатовых чарнокитоидах (1854 ± 5 млн лет), сопряженных с формированием главных картируемых северо-западных структур бумбугерского и байдарагинского комплексов, были установлены ксенолиты гранулитов (рис. 4), представленные гранат-гиперстеновыми гнейсами, двупироксеновыми кристаллическими сланцами основного состава (рис. 5); ранее предполагалось, что это ксенолиты вмещающих пород (Козаков, 1986; Козаков и др., 1997). Формирование расплавов данных чарнокитоидов и последующая кристаллизация происходили в условиях гранулитовой фации, т.е. на уровне нижней коры. При подъеме чарнокитоидов на более высокие уровни земной коры (уровень амфиболитовой фации, P = 5–6 кбар, T = 700°C) в условиях деформации, приводящей к образованию прямых изоклинальных складок, в них формировалась кристаллизационная сланцеватость, параллельная осевым поверхностям и выраженная роговой обманкой и/или биотитом (Козаков, 1986). При этом первичные минералы чарнокитоидов (гиперстен и высокомагнезиальный гранат, содержащий 42–43% пиропа) замещались минералами амфиболитовой фации (биотитом, амфиболом, мусковитом), гранат в них сохранялся в виде фут-ляровидных псевдоморфоз, сложенных агрегатами указанных минералов с реликтами граната (рис. 4). Для представленных в них ксенолитов основного состава (предположительно, образованных по габбро или базальтам), метаморфизованных в условиях гранулитовой фации (P = 6.8 ± 0.6 кбар, T = 800 ± 27°C) была получена оценка возраста 1850 ± 4 млн лет (точка 3 на рис. 2) (U-Th-Pb метод SIMS, Kröner et al., 2017). Эти ксенолиты рассматривались как возникшие из обогащенного мантийного источника с незначительной контаминацией коровым материалом. Таким образом, на рубеже около 1855 млн лет происходили процессы метаморфизма, образование расплава чарнокитоидов, их кристаллизация и перемещение на уровень амфиболитовой фации вместе с тектоническими пластинами толщ вмещающих пород (слайд-структуры). Такие процессы известны в свекофенидах Приладожья (Судовиков и др., 1969), раннепалеозойских метаморфитах Сангиленского блока Тувино-Монгольского террейна, герцинском Южно-Алтайском метаморфическом поясе и поздненеопротерозойском Южно-Хангайском метаморфическом поясе (Козаков и др., 2019, 2021б, 2021в).

Рис. 4.

Фотографии выходов ксенолитов гранулитов в гранат гиперстеновых чарнокитоидах бумбугерского комплекса. (а) – ксенолит гранулита основного состава с инъекциями гранатового чарнокита (точка 2 на рис. 2); (б) – ксенолит гранулита основного состава с инъекциями гранатового чарнокита (точка 2 на рис. 2); (в) – гиперстен-гранатовый гнейсовидный чарнокит с возрастом 1854 ± 5 млн лет; (г) – ксенолит гранат-гиперстеновых гранулитов (точка 3 на рис. 2); (д) – гиперстен-гранатовый чарнокит незатронутый рассланцеванием (точка 3 на рис. 2); (е) – ксенолиты гранулитов с инъекциями гранатового чарнокита (точка 3 на рис. 2).

Рис. 5.

Фотографии шлифов: (а) – гранат-гиперстеновый чарнокит с возрастом циркона 1854 ± 5 млн лет; (б) – двупироксеновый гранулит ксенолита; (в) – гиперстеновый гранулит из ксенолита; (г) – двупироксеновый гранулит; (д) – двупироксеновый кварцевый диорит (эндербит); (е) – гиперстеновый кварцевый диорит, 2364 ± 6 млн лет, гнейсовидность по гиперстену. Grt – гранат, Mpx – моноклинный пироксен, Rpx – ромбический пироксен, Qz – кварц.

Дальнейшие исследования раннепротерозойких (1854 ± 5 млн лет) чарнокитоидов в бумбугерском комплексе Байдарикского террейна (точка 2 на рис. 2) показали наряду с ксенолитами (1850 ± 4 млн лет) присутствие в них более древних ксенолитов двупироксеновых диоритов – эндербитов³³ (проба 7554-4), в которых не проявлено рассланцевание ни в условиях амфиболитовой фации, ни более ранней гранулитовой фации, установленных в массиве эндербитов (2364 ± 6 млн лет) (рис. 3).

РЕЗУЛЬТАТЫ U-Pb ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Методика исследований. U-Pb геохронологические исследования были выполнены на многоколлекторном масс-спектрометре TRITON TI в Институте геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН (Москва). Кристаллы циркона для U-Pb геохронологических исследований подвергались многоступенчатому удалению поверхностных загрязнений в соляной и азотной кислоте. Химическое разложение циркона и выделение U и Pb выполняли по модифицированной методике Т.Е. Кроу (Krogh, 1973). Для изотопных исследований использовался трассер ²⁰⁸Pb–²³⁵U. Точность определения значений U/Pb отношения и содержаний U и Pb составила ±0.5%. Холостое загрязнение не превышало 0.1 нг Pb и 0.05 нг U. Обработку экспериментальных данных проводили с помощью программ PbDAT (Ludwig, 1991) и ISOPLOT (Ludwig, 2003). При расчете возрастов использованы общепринятые значения констант распада урана (Steiger, Jager, 1976). Поправки на обычный свинец введены в соответствии с модельными величинами (Stacey, Kramers, 1975). Все ошибки приведены на уровне 2σ.

Выделение циркона из ксенолита двупироксеновых эндербитов (проба 7554-4) проводилось по стандартной методике с использованием тяжелых жидкостей. Циркон представлен идиоморфными кристаллами призматического габитуса. Основными простыми формами являются призмы {100} и {110} и дипирамиды {111}, {101}, {201}, причем участие в огранении множества мелких граней делает дипирамидальные головки кристаллов сглаженными практически до округлой формы (рис. 6). Катодолюминесцентное исследование внутреннего строения показало, что все кристаллы имеют тонкую осцилляторную зональность. В отдельных случаях выявляются измененные зоны, приуроченные к крупным включениям (рис. 7).

Рис. 6.

Циркон из эндербита пробы 7554-4 трех размерных фракций, мкм: (а) +100; (б) –100 + 75 (в) –75 + 53. Фото получены на электронном микроскопе TESCAN MIRA3 в ГЕОХИ РАН. Циркон размерных фракций +100 мкм и ‒100 + 75 мкм представлен хорошо оформленными кристаллами со сглаженными вершинами (K_уд = 1 : 3 – 1 : 4). Циркон размерной фракции 75 + 53 мкм представлен округлыми и овальными зернами со сглаженными гранями.

Рис. 7.

Микрофотографии кристаллов циркона из пробы эндербита 7554-4, выполненные в ИГГД РАН на сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3 в режиме катодолюминесценции.

Для U-Pb геохронологических исследований были отобраны под бинокуляром зерна цирконов из трех размерных фракций, мкм: +100, –100 + 75 и –75 + 53. В двух первых фракциях цирконы призматические темно-фиолетового цвета, прозрачные, удлиненные K_уд ~ 3. В последней фракции цирконы в большинстве своем округлые, прозрачные, блестящие. Для циркона из фракции –100 + 75 было проведено селективное растворение (табл. 1).

Дискордия, рассчитанная для трех точек изотопного состава цирконов: 2, 3 и 4, в последней проведено селективное растворение (табл. 1), имеет верхнее пересечение с конкордией, соответствующее возрасту 2413 ± 12 млн лет (СКВО = 0.1) (рис. 8). Морфологические особенности и внутреннее строение циркона позволяют предполагать его магматическое происхождение, и полученную оценку 2413 ± 12 млн лет его возраста можно рассматривать как возраст кристаллизации расплава данных эндербитов.

Рис. 8.

Диаграмма с конкордией для цирконов из эндербита пробы 7554-4. Номера точек соответствуют порядковым номерам в табл. 1. Точка 1 в построении дискордии не использована; использована точка 4 той же фракции (+100 мкм) после селективного растворения (СР).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Полученные к настоящему времени результаты геохронологических и изотопных исследований фиксируют многоэтапное проявление в раннедокембрийском Бумбугерском блоке Байдарикского террейна процессов регионального метаморфизма, достигающего уровня гранулитовой фации. На современном эрозионном срезе метаморфизм гранулитовой фации, для которого было получено значение возраста 2514 ± 23 млн лет (Козаков и др., 2007), установлен в мигматизированных тоналитовых гнейсах позднеархейского байдарагинского комплекса, что примерно соответствует рубежу позднего архея и раннего протерозоя. Плагиогнейсы и амфиболиты при расчете на возраст 2.7 млрд лет (Ранний докембрий …, 1993) характеризуются величинами ε_Nd = = –0.9…–3.7 и значениями Т_Nd(DM) в интервале 3.1−3.3 млрд лет (Козаков и др., 1997). Временной разрыв между значениями возраста кристаллизации и Nd-модельного возраста составляет около 500–600 млн лет. Можно предположить, что формирование ортопород байдарагинского комплекса происходило в обстановке активной континентальной окраины или энсиалической островной дуги (Козаков и др., 2007). Соответственно, для них проявление метаморфизма гранулитовой фации отражает переход от условий верхней коры к нижней при формировании метаморфической зональности. Выведение сформированных гранулитов на уровень амфиболитовой фации коррелирует с образованием главных картируемых прямых изоклинальных складок на рубеже около 1855 млн лет. При этом породы нижней коры частично могут перемещатьcя на уровень верхней коры. Примером этого могут быть гиперстеновые кварцевые диориты (эндербиты) (2364 ± 6 млн лет), переработанные в амфиболитовой фации (1850–1860 млн лет). Таким образом, в этот период породы уровня гранулитовой фации разного возраста (~2365 и ~1855 млн лет) были перемещены на уровень амфиболитовой фации.

В бумбугерском комплексе оценка возраста раннего эпизода метаморфизма гранулитовой фации имеет значение около 2360–2370 млн лет. По петрохимическим характеристикам пироксенсодержащие амфиболиты комплекса “контрастной” толщи соответствуют низкомагнезиальным и умеренно-щелочным базальтам, а гнейсы по составу соответствуют дацитам. Такие ассоциации характерны для рифтогенных структур континентов с достаточно мощной сиалической корой (Козаков и др., 2007). В целом, как отмечалось ранее, накопление терригенных пород бумбугерского комплекса происходило в возрастном интервале 2.55–2.36 млрд лет, а их источником могли быть метаморфизованные гнейсы байдарагинского комплекса – 2500–2550 млн лет (Козаков и др., 1997, 2007). Можно полагать, что для пород бумбугерского комплекса метаморфизм гранулитовой фации на рубеже около 2365 млн лет происходил при переходе от условий верхней коры к нижней при формировании метаморфической зональности. Вместе с тем наличие среди ксенолитов чарнокитоидов пород основного состава, в частности гранат-ортопироксен-клинопироксеновых гранулитов, свидетельствует о поступлении в область формирования нижней коры расплава мантийного происхождения и его смешении с коровым материалом (Kröner et al., 2017). Переработка пород гранулитовой фации (включая эндербиты) на уровне амфиболитовой фации связана с перемещением тектонических пластин в процессе метаморфизма (около 1854 ± 5 млн лет) при образовании главных картируемых прямых изоклинальных складок северо-западного простирания, определяющих структуру Бумбугерского блока Байдарикского террейна.

Региональный метаморфизм (1850–1860 млн лет), с которым связана интенсивная переработка ранее метаморфизованных пород байдарагинского и бумбугерского комплексов, на современном эрозионном срезе не превышал уровня амфиболитовой фации. Однако ксенолиты метаморфических пород гранулитовой фации и двупироксеновые эндербиты (2364 ± 6 млн лет) были вынесены на поверхность синметаморфическими интрузивными гранатовыми и энстатит-гранатовыми чарнокитоидами, возраст которых 1854 ± 5 млн лет (Козаков, 1986; Ранний докембрий …, 1993). Их внедрение происходило в интервале между образованием лежачих складок и субвертикально ориентированных прямых изоклинальных складок. Последние определяют современную структуру ранее сформированных метаморфических пород раннедокембрийского блока и, соответственно, структурное положение массивов гранатовых чарнокитоидов и эндербитов, а также наложенную на них кристаллизационную сланцеватость (рис. 2, 3). Неизмененные парагенезисы гранулитовой фации (гранат + гиперстен + плагиоклаз ± кварц; клинопироксен + ортопироксен + плагиоклаз) сохраняются в центральных частях ксенолитов, в краевых частях ксенолитов проявлена амфиболизация пироксенов, но кристализационная сланцеватость проявлена ограниченно или не развита. P-T условия их формирования соответствовали гранулитовой фации, но кристаллизация минеральных парагенезисов не сопровождалась деформациями. Наложение кристаллизационной сланцеватости по гиперстену показывает, что порода была уже закристаллизована, в противном случая фиксировалась бы трахитоидность и/или структуры течения. Наложение регионально развитой в породах Бумбугерского блока кристаллизационной сланцеватости амфиболитовой фации, скорее всего, связано с метаморфизмом возраста ~1854–1850 млн лет.

Другое положение занимает ксенолит эндербитов (2413 ± 12 млн лет) в гранатовых чарнокитоидах. В нем не проявлено рассланцевание в условиях гранулитовой и амфиболитовой фаций, как это установлено для массива эндербитов (2364 ± 6 млн лет) (рис. 3). Однако, следует отметить, что в гранатовых чарнокитоидах (рис. 2), в которых был установлен этот ксенолит, также не проявлено рассланцевание в условиях амфиболитовой фации. Другие участки массива переработаны в условиях амфиболитовой фации при образовании главных картируемых северо-западных складок. Вместе с тем установленный парагенезис ромбического и моноклинного пироксенов дает основание полагать, что кристаллизация эндербита (2413 ± 12 млн лет) происходила на уровне гранулитовой фации в статическом режиме – на уровне нижней коры. Более поздние же эндербиты с возрастом 2364 ± 6 млн лет (рис. 3) формировались как синметаморфические. Наложение на них кристаллизационной сланцеватости по гиперстену показывает, что ко времени данного этапа метаморфизма гранулитовой фации они уже в основном были закристаллизованы. В них также развита наложенная сланцеватость амфиболитовой фации (рис. 3), но она не затрагивает упомянутый ксенолит эндербитов, возраст которого 2413 ± 12 млн лет, и расположенные рядом с ним ксенолиты гранат-гиперстеновых и двупироксеновых гранулитов.

Можно предположить, что на данном участке, в котором относительно слабо проявлено рассланцевание в условиях амфиболитовой фации (точки 1 и 2, на рис. 2), в расплаве гранатовых чарнокитоидов (1854 ± 5 млн лет) представлены гранулиты и эндербиты разных этапов и уровней формирования раннепротерозойской нижней коры. Ранее в них нами были найдены ксенолиты гранулитов, для которых был получен возраст циркона 1850 ± 4 млн лет (Ранний докембрий …, 1993), и в предложенной позднее схеме была рассмотрена модель формирования раннепротерозойской нижней коры только в возрастном интервале 1860–1850 млн лет (Kröner et al., 2017). Более ранний эпизод метаморфизма гранулитовой фации (2370–2360 млн лет) мы связывали с формированием нижней коры, а синметаморфические эндербиты (2364 ± 6 млн лет) рассматривали в качестве коровых образований, которые были вызваны относительно локальным повышением степени метаморфизма. Установленное нами присутствие в гранат-гиперстеновых чарнокитоидах ксенолита более древнего эндербита (2413 ± 12 млн лет), ассоцирующего с многочисленными ксенолитами метабазитов основного состава (гранулитов), дало основание для выделения более ранней стадии формирования нижней коры в геологическом развитии Бумбугерского блока. При этом нельзя исключать возможного присутствия фрагментов архейской нижней коры, которая входила в состав источников пород бумбугерского комплекса.

В целом полученные к настоящему времени результаты геолого-геохронологических исследований Бумбугерского блока Байдарикского террейна фиксируют в его развитии проявление регионального метаморфизма, достигающего уровня гранулитовой фации в возрастных интервалах 2410–2360 и 1850–1860 млн лет (рис. 9). Сходные оценки возраста установлены для гранитоидов и метаморфизма в комплексе Лулян (Luliang Complex) фундамента Северо-Китайского кратона: 2375 ± 10 и 1872 ± 7 млн лет соответственно (U‑Th-Pb, SIMS, Zhao et al., 2008). Реконструкция возможного положения Бумбугерского блока Байдарикского террейна⁴⁴ в раннем протерозое, сделанная А.Н. Диденко на основе анализа палеомагнитных данных, была получена для постметаморфических субщелочных гранитов (1825 ± 5 млн лет), позволила сделать заключение о близости данного блока и Сино-Корейского кратона (Козаков и др., 2007). Это положение предположительно сохранилось с конца раннего протерозоя, когда они были включены в состав суперконтинента Колумбия (Rogers, Santosh, 2002), но до образования суперконтинента Родиния (Condie, 2001). В процессе распада Родинии и трансформации ее в Пангею раннедокембрийский блок Байдарикского террейна перемещался совместно с блоками Восточной Гондваны (включая блоки Северного и Южного Китая, Тарима) (Моссаковский и др., 1993, Диденко и др., 1994).

Рис. 9.

Принципиальная схема формирования раннепротерозойской нижней коры в геологическом развитии Бумбугерского блока Байдарикского террейна: I – 2400–2370 млн лет и II – 1860–1850 млн лет, по (Козаков и др., 1997, 2007; Kröner et al., 2015, 2017). 1 – магма основного состава, связанная с мантийным плюмом, вызывающим метаморфизм в Бумбугерском блоке; 2 – породы уровня нижней коры: (а) стадии 2400–2370 млн лет, (б) стадии 1860–1850 млн лет; 3 – породы уровня верхней коры: (а) стадии 2400–2370 млн лет, (б) стадии 1860–1850 млн лет; 4 – область образования расплава, формирующего эндербиты с возрастом 2413 ± 12 млн лет; 5 – массивы аллохтонных эндербитов (2365 млн лет), перемещенные на уровень верхней коры; 6 – область образования расплава, формирующего гранат-гиперстеновые чарнокиты с возрастом 1854 ± 5 млн лет; 7 – массивы аллохтонных чарнокитов (1854 ± 5 млн лет), перемещенные на уровень верхней коры; 8 – граница Мохо.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Формирование на рубеже 2370 млн лет расплава и его кристаллизация, с которой связано образование двупироксеновых эндербитов, дает основание предполагать проявление метаморфизма гранулитовой фации более раннего этапа и, соответственно, нижней коры. Это может быть связано с проявлением в данный период мантийного магматизма с сохранением магматических камер, в которых происходила кристаллизация, а затем в ходе тектонических процессов их выведение в более верхние уровни, где они подвергались метаморфизму соответствующего уровня.

Все это может соответствовать установленным стадиям формирования раннепротерозойской нижней коры в развитии Бумбугерского блока. Присутствие ксенолита эндербита (2413 ± 12 млн лет) в чарнокитах (1854 ± 5 млн лет) показывает, что расплав данного эндербита формировался на уровне нижней коры более раннего этапа – 2410–2420 млн лет. При этом ксенолиты гранулитов основного состава (1850 ± 4 млн лет) были метаморфизованы при 800 ± 27°C и 6.8 ± 0.6 кбар сразу после кристаллизации (Kröner et al., 2017). Присутствие разновозрастных ксенолитов в расплаве чарнокитов (1854 ± 5 млн лет) позволяет предполагать близкий возраст ксенолитов и вмещающего расплава. Синметаморфические чарнокиты кристаллизовались из расплава, полученного при смешении архейского и раннепротерозойского источников нижней коры. В результате эти породы имеют значения Nd-модельного возраста ~2500 млн лет (Козаков и др., 1997), в то время как постметаморфические субщелочные граниты – ~3000 млн лет. Таким образом, фиксируется преобладание архейского источника, который характерен для пород байдарагинского комплекса (Козаков и др., 1997). Следует отметить, что в породообразующих минералах гранатовых чарнокитов температура гомогенизации расплавных включений определена как 1100–1200°C, а кристаллизация происходила на уровне амфиболитовой фации – 700°С и 5–6 кбар (Козаков и др., 1997). Можно предполагать, что мантийные расплавы основного состава поступали в нижнюю кору и вызывали метаморфизм, мигматизацию и анатексис – в результате сформированные расплавы представляли собой смеси мантийных и коровых источников (рис. 9).

Присутствие в гнейсах бумбугерского комплекса детритовых цирконов с возрастом около 2500 млн лет (Козаков и др., 2007) показывает, что породы архейской нижней коры были размыты до уровня гранулитовой фации и затем становились источниками для раннепротерозойской верхней и нижней коры. Сформированные породы раннего протерозоя в диапазоне 2.45–2.55 млрд лет переходят на уровень нижней коры раннего протерозоя к рубежу 2370 млн лет.

В процессе регионального метаморфизма в возрастном интервале 1850–1860 млн лет на уровне гранулитовой фации происходило формирование расплава и кристаллизация чарнокитов (1854 ± 5 млн лет), которые выносят гранулиты практически одинакового с ними возраста (1850 ± 4 млн лет) и эндебиты (2413 ± 12 млн лет) более ранней стадии образования нижней коры (рис. 9). В свою очередь, породы нижней коры архея и раннего протерозоя входят в состав источников терригенных пород и коровых гранитоидов неопротерозоя и фанерозоя (Козаков и др., 2021а, 2021б, 2021в; Ковач и др., 2019).

Проведенные исследования дают основание предполагать взаимосвязь процессов полиметаморфизма и формирования нижней коры. Мантийные расплавы основного состава при внедрении вызывают метаморфизм и связанные с ним мигматизацию и анатексис пород ранее сформированной нижней коры. Этот метаморфизм достигает уровня гранулитовой фации и фактически определяет новую стадию формирования нижней коры.

Благодарности. Авторы искренне признательны и выражают благодарность В.В. Ярмолюку и А.М. Ларину за предложения и рекомендации, сделанные при подготовке рукописи, что позволило более четко сформулировать изложение полученных результатов и выводы.

Источники финансирования. Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 20-05-00297) и в рамках темы ИГГД РАН НИР FMNU-2019-0005, определение U-Pb возраста цирконов выполнено по госзаданию ГЕОХИ РАН.