Том 32, № 5 (2024)

На основе геохимических и изотопных (δ¹⁸О, δD) характеристик гранитов Эльджуртинского массива проведена реконструкция теплового и флюидного режима становления интрузивного тела. Анализ пород из керна Тырныаузской глубокой скважины (ТГС), отобранного в интервале глубин 1427–3923 м, показал, что изотопные параметры пород Эльджуртинского массива однородны. Значения δ¹⁸О валовых проб кварца, полевых шпатов и биотита в 12 образцах биотитовых гранитов составляют: 8.50 ± 0.33, 9.55 ± 0.22, 8.40 ± 0.33 и 5.45 ± 0.40‰ соответственно. Значения δD в биотите этих образцов варьируют в пределах −103.3÷−95.6‰. Температуры закрытия изотопной системы кислорода кварца составляют 440–980°С. Проведена реконструкция режима остывания пород на основе разработанного нами подхода, основанного на анализе единичных зерен кварца. Показано, что данный подход может быть применен для детальной реконструкции термальной истории становления интрузивных тел. На примере конкретных образцов показана работоспособность уравнения Додсона для описания δ¹⁸О кварца в гранитной системе. Полученные данные позволяют считать, что становление изученной части массива протекало, по меньшей мере, в два близких по времени этапа. Первой кристаллизовалась нижняя часть разреза, а вторая инъекция гранитного расплава поступила непосредственно вслед за первой, которая к данному моменту успела закристаллизоваться, но еще не успела существенно остыть. Значения Т_с в нижней части массива указывают на повторное открытие изотопной системы кислорода кварца с последующим длительным изотопным переуравновешиванием между минералами. Это приводит к снижению наблюдаемой Т_с и расчетных скоростей остывания породы, поскольку возрастает объем интрузивного тела, а остывание происходит в окружении уже прогретых пород. Оценки изотопных параметров водного компонента указывают на отсутствие экзогенного флюида (метеорных или захороненных вод) на стадии остывания пород массива, а имеющиеся вариации величины δ¹⁸О в минералах биотитовых гранитов Эльджуртинского массива могут быть описаны в рамках простого ретроградного обмена на стадии остывания.

Р—Т тренды эксгумации докембрийских гранулитовых комплексов на границах кратонов обычно включают субизотермическую декомпрессию и стадию декомпрессии–остывания с более пологим Р—Т трендом. Наша цель разобраться в возможных причинах изменения наклона Р—Т тренда эксгумации Центральной зоны (ЦЗ) гранулитового комплекса Лимпопо (ЮАР), расположенного между кратонами Каапвааль и Зимбабве. Для этого были исследованы породы (главным образом, метапелиты) из различных структурных позиций в пределах ЦЗ: купольных структур, региональных поперечных мегаскладок, локальных и региональных зон сдвигово-пластических деформаций. Метапелиты представляют собой гнейсы близкого валового состава. В породах в той или иной мере проявлены реликты лейкосом, сложенных кварц-полевошпатовыми агрегатами с гранатом и биотитом, а обогащенные кордиеритом меланократовые участки обычно маркируют микрозоны пластических деформаций, огибающие и/или разбивающие порфиробласты граната. Исследования полиминеральных (закристаллизованных расплавных и флюидных) включений в гранате, его зональности в отношении главных (Mg, Fe, Ca) и некоторых малых (P, Cr, Sc) элементов, флюидных включений в кварце, а также моделирование фазовых равновесий (PERPLE_X) показало, что породы сосуществовали с гранитными расплавами и водно-углекисло-солевыми флюидами (a_H2O = 0.74–0.58) на пике метаморфизма при 800–850°C и 10–11 кбар. Частичное плавление инициировало субизотермическую эксгумацию пород до 7.5–8 кбар в ходе диапиризма гранитных магм в неоархее (2.65–2.62 млрд лет). Это отражено в специфической зональности зерен граната по содержанию гроссуляровой составляющей. Изменение реологии пород в результате частичного удаления и кристаллизации расплава активизировало зоны пластических сдвиговых деформаций в ходе дальнейшей эксгумации до 6–5.5 кбар вдоль Р—Т тренда декомпрессии–остывания 95–100°/кбар, отражающего более медленный подъем пород в средней коре. Этот процесс возобновился благодаря термальному воздействию и взаимодействию пород с водными флюидами (a_H2O > 0.85) в палеопротерозое (~2.01 млрд лет). Такой сценарий метаморфической эволюции подразумевает, что гранулитовый комплекс Лимпопо в целом и его Центральная зона в частности являются результатом развития ультрагорячего орогена, где были сопряжены вертикальные тектонические движения, связанные с диапиризмом, и горизонтальные тектонические процессы при сближении континентальных блоков.