ДИНАМІКА ТА СТАНОВЛЕННЯ КОНТИНЕНТАЛЬНОЇ КОРИ В ДОКЕМБРІЇ

Л.Л. ПЕРЧУК

Автор(и)

Л.Л. ПЕРЧУК

Анотація

Існує лише один шлях прямого пізнання теплової й динамічної історії давньої кори. Це – геотермобарометрія рівноваг, заснована на хімічній зональності мінералів. Її ефективність демонструється на прикладі аналізу еволюції докембрійської континентальної кори, що на 90 % представлена кратонами і гранулітовими комплексами, часто переробленими в протерозої. Доведено, що, на противагу модним колізійним моделям, грануліти є продуктами глибокої кратонізації архейських зеленокам'яних поясів. Поряд з відсутністю в докембрії еклогіт-глаукофансланцевих комплексів, а також достатнього обсягу продуктів ерозії гранулітів, показано, що вони успадковують основні геохімічні характеристики архейських зеленокам'яних поясів, молодші останніх. Як правило, грануліти утворюють гігантські гарполіти, насунутих на породи кратонів, які до них примикають. Поряд зі згаданою вище геологічною інформацією поки не існує фізичної моделі, що здатна пояснити прогрів нижньої частини кори в області колізії до Р-Т параметрів гранулітів. Як альтернативу запропоновано модель ексгумації гранулітових комплексів і синхронного занурення порід кратонів, що примикають, у ході гравітаційного перерозподілу під впливом мантійних флюїдно-теплових потоків (плюмів). Модель підтримується наявністю одновікових з гранулітами контактових зон пластичних деформацій, а також відкриття в гранулітах того самого комплексу як декомпресійних, так і ізобаричних P-T трендів. Механізми підйому гранулітів до поверхні кори і синхронного занурення порід кратонів, що примикають, ілюструються результатами чисельного гідродинамічного моделювання. Таким чином, гранулітові комплекси докембрію виникають з матеріалу зеленокам'яних поясів в основі тонкої (близько 35–40 км) земної кори під впливом мантійного плюму, а потім піднімаються до поверхні, витісняючи вниз щільніші породи зеленокам'яних поясів, які, у свою чергу, можуть піддаватися глибокому метаморфізму. Гравітаційний перерозподіл порід лежить в основі геодинаміки земної кори в докембрії.

Посилання

Бибикова, Е. В., Мельников, В. Ф., & Авакян, К. Х. (1993). Лапландские гранулиты: петрология, геохимия и изотопный возраст. Петрология, 1(2), 215–234.

Володичев, О. И. (1990). Беломорский комплекс Карелии (геология и петрология). Л.

Кожевников, В. Н., & Светов, С. А. (2001). Мантийные и коровые термальные аномалии в архее и раннем протерозое: региональный анализ, глобальные корреляции, металлогенические следствия. В А. И. Голубев (Ред.), Геология и полезные ископаемые Карелии (с. 3–17). Петрозаводск.

Козлов, Н. Е., Иванов, А. А., & Нерович, Л. И. (1990). Лапландский гранулитовый пояс – первичная природа и развитие. Апатиты.

Корешкова, М. Ю., Левский, Л. К., & Иванников, В. В. (2001). Петрология нижнекоровых ксенолитов из даек и трубок взрыва Кандалакшского грабена. Петрология, (10), 89–106.

Коржинский, Д. С. (1962). Роль щелочности в образовании чарнокитовых гнейсов. Геология и петрология докембрия. Общие и региональные проблемы СО АН СССР: Тр. Вост.-Сиб. геол. ин-та, 5(Сер. Геология), 50–61.

Перчук, Л. Л. (1973). Термодинамический режим глубинного петрогенеза. М.

Перчук, Л. Л. (1993). Магматизм, метаморфизм и геодинамика (Magmatism, metamorphism and geodynamics). М.

Перчук, Л. Л., & Геря, Т. В. (1998). Исследование некоторых петрологических процессов в литосфере. Эксперим. моделирование процессов минералообразования (с. 410–424). М.

Перчук, Л. Л., Носырев, И. В., & Кадурин, В. Н. (1993). Геодинамическая модель кратонизации зеленокаменных поясов: зеленокаменные пояса и гранулиты. Критерии поисков и перспективы промышленной золотоносности Украины (с. 15–38). К.

Петрова, З. И., & Левицкий, В. И. (1986). Основные кристаллические сланцы в гранулито-гнейсовых комплексах Сибирской платформы и их первичная природа. В Л. В. Таусон (Ред.), Геохимия вулканитов различных геодинамических обстановок (с. 17–34). Новосибирск.

Пожиленко, В. И., Смолкин, В. Ф., & Шаров, Н. В. (1997). Сейсмологические модели земной коры Лапландско-Печенгского района. В Н. В. Шаров (Ред.), Сейсмологическая модель литосферы Северной Европы: Лапландско-Печенгский район (с. 181–208). Апатиты.

Рамберг, Х. (1985). Сила тяжести и деформации в земной коре. М.

Специус, З. В., & Серенко, В. П. (1990). Состав континентальной верхней мантии и низов коры Сибирской платформы. М.

Barton, J. M., & van Reenen, D. D. (1992). The significance of Rb-Sr ages of biotite and phlogopite for the thermal history of the Central and1 SMZs of the Limpopo Belt of southern Africa and the adjacent portions of the KVC. Precambrian Research, 55(1-4), 17–31.

Bernard-Griffiths, J., Peucat, J. J., Postaire, B., et al. (1984). Isotopic data (U-Pb, Rb-Sr, Pb-Pb and Sm-Nd) on mafic granulites from Finnish Lapland. Precambrian Research, 23, 225–348.

de Wit, M. J., Roering, C., Hart, R. J., et al. (1992). Formation of an Archean continent. Nature, 357, 553–562.

Gerya, T. V., Perchuk, L. L., van Reenen, D. D., & Smit, C. A. (2000). Two-dimentional numerical modeling of pressure-temperature-time paths for the exhumation of some granulite facies terrenes in the Precambrian. J. Geodynamics, 30(1-2), 17–35.

Gerya, T. V., Perchuk, L. L., Maresch, W. V., Willner, A. P., Van Reenen, D. D., & Smit, C. A. (2002). Thermal regime and gravitational instability of multi-layered continental crust: implications for the buoyant exhumation of high-grade metamorphic rocks. European Journal of Mineralogy, 14, 687–699.

England, P. C., & Thompson, A. B. (1984). Pressure-temperature-time paths of regional metamorphism: I. Heat transfer during the evolution of regions of thickened continental crust. J. Petrology, 25(4), 894–928.

James, D. E., Fouch, M. J., VanDecar, J. C., van der Lee, & Kaapvaal Seismic Group. (2001). Tectonospheric structure beneath southern Africa. Geophys. Research Letters, 28(13), 2485–2488.

Harley, S. L. (1989). The origin of granulites: a metamorphic perspective. Geological Magazine, 126, 215–231.

Kreissig, K., Nögler, T. F., Kramers, J. D., Van Reenen, D. D., & Smit, A. S. (2000). An isotopic and geochemical study of the northern Kaapvaal craton and the Southern Marginal Zone of the Limpopo Belt: are they juxtaposed terranes? Lithos, 50, 1–25.

Macgregor, A. M. (1951). Some milestones in the Precambrian of Southern Rhodesia. Transactions of Geological Society of South Africa, 54, C27–71.

Marker, M. (1988). Early Proterozoic thrusting of the Lapaland granulite belt and its geotectonic evolution, northern Baltic Shield. Geol. Foren. Stockh. Forh., 11, 405–441.

Mason, R. (1973). The Limpopo Mobile Belt – Southern Africa. Philos. Trans. R. Soc. London, A273, 463–485.

Perchuk, L. L. (1976). Gas-mineral equilibria and possible geochemical model of the Earth's Interior. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 13, 232–239.

Perchuk, L. L. (1977). Thermodynamic control of metamorphic processes. In S. K. Saxena & S. Bhattacharji (Eds.), Energetics of Geological Processes (pp. 285–352). Springer Verlag.

Perchuk, L. L. (1985). Metamorphic evolution of shields and fold-belts. Geologica Carpathica, 36(2), 179–189.

Perchuk, L. L. (1987). The course of metamorphism. Intern. Geol. Review, 28, 1377–1400.

Perchuk, L. L. (1989). P-T-fluid regimes of metamorphism and related magmatism with specific reference to the Baikal Lake granulites. In S. Daly, D. W. D. Yardley, & B. Cliff (Eds.), Evolution of Metamorphic belts (Vol. 42, pp. 275–291). Geological. Society of London: Special Publication.

Perchuk, L. L., Gerya, T. V., van Reenen, D. D., & Smit, C. A. (2001). Formation and dynamics of granulite complexes within cratons. Gondwana Research, 4(4), 729–732.

Perchuk, L. L., & Gerya, T. V. (1993). Fluid control of charnockitization. Chemical Geology, 108(1-4), 175–186.

Perchuk, L. L., Gerya, T. V., Van Reenen, D. D., & Smit, C. A. (1997). Cratonization: from greenstone belts to granulites. EUG 9. Abstarct Supplement № 1. Terra Nova, 9, 362.

Perchuk, L. L., Gerya, T. V., van Reenen, D. D., Safonov, O. G., & Smit, C. A. (1996). The Limpopo metamorphic complex, South Africa: 2. Decompression and cooling regimes of granulites and adjacent rocks of the Kaapvaal craton. Petrology, 4, 571–599.

Perchuk, L. L., Gerya, T. V., van Reenen, O. G., Krotov, D. D., Safonov, A. V., Smit, C. A., & Shur, M. Yu. (2000). Comparable petrology and metamorphic evolution of the Limpopo (South Africa) and Lapland (Fennoscandia) high-grade terrains. Mineralogy and Petrology, 69, 69–107.

Perchuk, L. L., Gerya, T. V., van Reenen, D. D., & Smit, C. A. (2001). Formation and dynamics of granulite complexes within cratons. Gondwana Research, 4(4), 729–732.

Perchuk, L. L., & Krotov, A. V. (1998). Petrology of the mica schists of the Tanaelv belt in the southern tectonic framing of the Lapland granulite complex. Petrology, 6(2), 149–179.

Perchuk, L. L., Krotov, A. V., & Gerya, T. V. (1999). Petrology of amphibolites of the Tanaelv Belt and granulites of the Lapland complex. Petrology, 7(4), 539–563.

Perchuk, L. L., Podladchikov, Yu. Yu., & Polyakov, A. N. (1992). Geodynamic modeling of some metamorphic processes. Journal of Metamorphic Geology, 10, 311–318.

Perchuk, L. L., Safonov, O. G., Gerya, T. V., Fu, B., & Harlov, D. E. (2000). Mobility of components in metasomatic transformation and partial melting of gneisses: an example from Sri Lanka. Contributions to Mineralogy and Petrology, 140, 12–232.

Sandiford, M., & Powell, R. (1986). Deep crustal metamorphism during continental extension: modern and ancient examples. Earth and Planet. Sci. Lett., 79, 151–158.

Smit, C. A., & Van Reenen, D. D. (1997). Deep crustal shear zones, high-grade tectonites and associated alteration in the Limpopo belt, South Africa. implication for deep crustal processes. Journal of Geology, 105, 37–57.

Smit, C. A., van Reenen, D. D., Gerya, T. V., & Perchuk, L. L. (2001). P-T conditions of decompression of the Limpopo high grade terrane: record from shear zones. J. Metam. Geology, 19, 249–268.

Spear, F. S. (1993). Metamorphic phase equilibria and pressure-temperature-time paths. Mineralogical Society of America Publication.

Thompson, A. B. (1990). Heat, fluids, and melting in the granulite facies. In Granulites and crustal evolution (Vol. 311, pp. 37–58). Kluwer.

van Reenen, D. D. (1986). Hydration of cordierite and hypersthene and a description of the retrograde orthoamphibole isograd in the Limpopo belt, South Africa. Amer. Mineral., 71, 900–915.

van Reenen, D. D., & Smit, C. A. (1996). The Limpopo metamorphic complex, South Africa: 1. Geological setting and relationships between the granulite complex and the Kaapvaal and Zimbabwe cratons. Petrology, 4(6), 562–570.