Неоднородность пластических деформаций оливина в ультрамафитах Байкало-Муйского офиолитового пояса (северо-восточное Прибайкалье)

Abstract

Актуальность работы. Постоянно устанавливаемые признаки пластического течения в ультрамафитах предопределили подход к их изучению, как к метаморфическим породам, с применением нетрадиционного метода петроструктурного анализа. Использование этого метода позволяет реконструировать хронологическую последовательность процессов формирования и пластического деформирования ультрамафитов на уровнях верхняя мантия - земная кора, выявить общую направленность структурно-вещественной эволюции и решить ряд актуальных проблем их минерагении. Цель работы: по результатам выявленной микроструктурной неоднородности дунитов и гарцбургитов, типизации их микроструктур, оценки температур оливин-хромшпинелиевых равновесий и петроструктурного анализа оливина предложить сценарий структурной эволюции ультрамафитов Парамского и Шаманского массива Байкало-Муйского офиолитового пояса на уровнях верхняя мантия - земная кора. Методы исследования. Детальное петрографическое изучение ультрамафитов проводилось на поляризационном микроскопе AxioScope-40 фирмы Carl Zeiss, что позволило провести микроструктурную типизацию дунитов и гарцбургитов. Их типизация основана на морфологических особенностях оливина и была разработана многими исследователями. Количественная оценка деформационных микроструктур оливина в изученных ультрамафитах проводилась с использованием метода стереометрической металлографии. Микроструктурный анализ оливина является неотъемлемой частью петроструктурного изучения ультрамафитов. Он позволяет установить предпочтительные ориентировки минералов по внутреннему строению, которые, в свою очередь, являются отражением термодинамических условий их пластических деформаций. Вещественный состав оливинов и хромшпинелидов установлен на основании микрорентгеноспектральных определений, выполненных в Институте нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения Российской академии наук (г. Новосибирск) на микроанализаторе «Camebax». Расчет температурных равновесий проводился с использованием оливин-хромшпинелиевого геотермометра Фабри по вещественному составу сосуществующих оливина и хромшпинелида. Результаты. Для дунитов и гарцбургитов Парамского и Шаманского массивов Байкало-Муйского офиолитового пояса на оригинальном материале проведена идентификация деформационных микроструктур оливина. Они объединены в шесть типов: протогранулярный, мезогранулярный, порфирокластовый, порфиролейстовый, мозаичный (мозаично-лейстовый) и мозаично-паркетовидный. Пространственное распределение выделенных микроструктур в изученных массивах от центра к периферии характеризуется тенденцией уменьшения размера зерен в породах, показывает возрастание степени их пластического деформирования и отражает динамометаморфическую зональность. Петроструктурный анализ оливина в выделенных микроструктурных типах позволил установить термодинамические условия их реализации. Они фиксируют регрессивную направленность метаморфических преобразований ультрамафитов высокотемпературными пластическими деформациями, синтектонической рекристаллизацией и вторичной рекристаллизацией отжига в процессе формирования, перемещения и консолидации ультрамафитов в верхней мантии и земной коре. Установленная эволюция микроструктур оливина отражает рубежи многократно наложенных пластических деформаций, которые при благоприятных условиях могут быть определяющими в локализации хромита, хризотил-асбеста, нефрита, жадеита среди ультрамафитов из офиолитовых комплексов.

Relevance of the research. Permanently identified signs of plastic flow in ultramafic rocks predetermined an approach to their study as metamorphic rocks. This approach uses non-traditional method of the petrofabric analysis. This method allows reconstructing the chronological sequence of formation and plastic deformation of ultramafic rocks in the upper mantle-crust, revealing the general trend of structural and matter evolution, and solving a number of urgent problems of the ultramafic mineral genesis. The aim of the study is to develop a scenario of the structural evolution of the Paramsky and Shamansky ultramafic massifs of Baikal-Muya ophiolite belt at the upper mantle-crust levels through the dunite and harzburgite microstructural heterogeneity, typing their microstructures, calculating olivine-chromospinelide thermal equilibrium, and olivine petrofabric analysis. Methods. The detailed petrographic characteristics of ultramafic rocks were performed by the polarizing microscope AxioScope-40 (Carl Zeiss). This study allowed carrying out microstructural typification of dunites and harzburgites. It was based on the morphological features of olivine and it was developed by many researchers. Quantification of deformation microstructures in olivine of ultramafic rocks was studied using the stereometric metallography. Microstructural analysis of olivine is an integral part of the petrofabric study of the ultramafic rocks. It allows determining the preferred orientation of minerals in the internal structure, which in their turn is a reflection of the thermodynamic conditions of their plastic deformation. The olivine and chromospinelide matter composition was determined using micro X-ray spectrum, obtained by microanalyser «Camebax» in the Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences (Novosibirsk). The thermal equilibrium was calculated using olivine-chromospinelide Fabry geothermometer on the matter composition of coexisting olivine and chromospinelide. Results. The research provided the identification of the deformation microstructures of olivine for dunites and harzburgites of the Paramsky and Shamansky ultramafic massifs of the Baikal-Muya ophiolite belt. They are grouped into six types: protogranular, mesogranular porphyroclastic, porphyrolath, mosaic (mosaic-lath), mosaic-parquet-like. The spatial distribution of the allocated microstruct ures in the studied massifs from the сenter to the periphery is characterized by reducing the grain size in the rocks. This feature shows the increase in their plastic deformation degree and reflects the dynamometamorphiс zoning. The petrofabric analysis of the olivine in the identified microstructural types allowed determining thermodynamic conditions of their realization. These microstructures reflect a regressive trend of metamorphic transformations of the ultramafic rocks by high-temperature plastic deformations, syntectonic recrystallization, an d secondary annealing recrystallization in formation, transformation and consolidation in the upper mantle - earthґs crust. The identified evolution of the olivine microstructures reflects the limits of repeatedly overlaid plastic deformations, which can be decisive in l ocalization of chromite, chrysotile asbestos, jade, and jadeite within ultramafic rocks of ophiolite complexes under favorable conditions.