РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭВОЛЮЦИИ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ СИБИРСКОГО КРАТОНА И ЕГО ОБРАМЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПЕТРОЛОГИЧЕСКИХ, ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРОВ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Объектами исследования являются метаморфические комплексы железисто-глиноземистых метапелитов Енисейского кряжа, метакарбонатные породы в контактах траппов Сибирской платформы, гранито-гнейсы и кристаллосланцы Телецко-Чулышманского пояса, а также ряд минералов, экспериментально изученных при высоком давлении, характерном для субдукционного метаморфизма. Цель работы – на основе изотопно-геохимических и минералого-петрологических данных построить тренды Р-T-t эволюции и выяснить геотектонические обстановки формирования метаморфических пород указанных типов. Развитие экспериментальных методов исследования фазовых превращений в минеральном веществе с участием летучих компонентов при высоких Р-Т параметрах на основе спектроскопии и рентгеновской дифракции in situ для оценки особенностей взаимодействия микропористых соединений с водным флюидом в условиях низкотемпературного этапа субдукции.Методы и подходы: комплекс петрологических, изотопно-геохимических, дифракционных и спектроскопических методов, в том числе с применением ячеек с алмазными наковальнями при высоких PT-параметрах; численное и экспериментальное моделирование.В результате исследования получены следующие основные результаты: 1. Установлены минералого-петрографические, геохимические особенности и P-T параметры формирования и эволюции высокоглиноземистых сапфиринсодержащих гранулитов Анабарского щита с пиковыми значениями ультравысокотемпературного метаморфизма Т = 920–1000°С при Р = 9–11 кбар. Выявлена полиметаморфическая история пород, реконструированы потенциальные источники сноса обломочного материала – плагиогнейсы и метабазиты далдынской серии (~3.3 млрд лет) и продукты их метаморфизма с возрастом ~2.7 млрд лет.2. На примере мраморов р. Кочумдек (Тунгусский бассейн) установлено, что высокотемпературный контактовый метаморфизм карбонато-мергелистых осадков вызывает эффективное кристаллохимическое фракционирование микроэлементов, изначально связанных с сульфидами, карбонатным и органическим веществом протолита. В кочумдекском ореоле сверхвысокие температуры (> 900˚C) прогрева протолита в контакте базитовым силлом обеспечил особый режим становления магматического тела – течение расплава продолжительностью 1-2 месяца.3. Разработана модель формирования Телецко-Чулышманского метаморфического пояса, Горный Алтай. Оценки давления (3-4 кбар) и температуры (740°С) говорят о повышенном термоградиенте 60-90°С/км. Определён возраст мигматитов Чулышманского комплекса 483.9±5.7 млн лет по данным U/Pb датирования цирконов. Модель показала, что формирование мигматит-гнейсового комплекса происходило при воздействии размещенного в основании коры базитового теплового источника и при подъеме за счет надвига со скоростью более 5 см/год.4. Различия в сжимаемости при сжатии в водосодержащей и безводной средах K,Na-стеллерита и эпистильбита свидетельствуют об их дополнительной гидратации при высоком давлении. В отличие от них, брюстерит индуцированную давлением гидратацию не испытывает; его сжимаемость в обеих средах одинакова. Обнаружены и структурно изучены фазы высокого давления K,Na-стеллерита и брюстерита. Особенности поведения изученных микропористых соединений при высоком давлении обусловлены их структурными различиями.Степень внедрения. Разработан независимый от активности CO2 сульфидный термометр, впервые использованный для оценки температуры контактового метаморфизма спуррит-мервинитовых мраморов на контакте с пермо-триассовыми траппами Сибирской платформы. На примере мраморов р. Кочумдек установлено, что высокотемпературный контактовый метаморфизм карбонато-мергелистых осадков вызывает эффективное кристаллохимическое фракционирование микроэлементов, изначально связанных с сульфидами, карбонатным и органическим веществом протолита. В частности, доказана селективная аккумуляция Rb, Cs, Tl, Ba и Se расвумитом; Cd; In и Hg – сфалеритом и Ni и Co – пирротином.