Garnet granulites of Sutam River middle current sutam river (Aldan Shield) as possible indicators of metamorhosed and tectonically displaced Post-Hadean weathering crust

The article discusses the problem of the nature of high-alumina garnet granulites from Sutam River (Aldan Shield). The studies revealed that the majority of detrital grains have U-Pb age of up to 1.92 Ga; however the zircon grain of 3.94 Ga has been for the first time discovered in Russia. This age is estimated as the upper limit of the Hadean eon. The goals of the present studies were to reveal the petrogenesis of garnet granulites and to find out the origin of the Hadean zircon in these garnet granulites and the mechanisms of injection diapirism of garnet granulite body to the upper horizons of the crust. The comparison of garnet granulites and middle crust showed that the granulites are enriched in the whole spectrum of rare earth elements (except of Eu) as well as Al₂O₃, U, Th and are depleted in Na, Ca и Sr (the most mobile elements). This in combination with other geochemical indicators suggested the granulite protolith as an upper part of the allite zone of middle crust weathering, formed in arid climate. The Hadean zircon grain is regarded as having been captured from the granites of middle crust. The diapirism of garnet granulites (with the captured Hadean zircon) proceeded during the Paleoproterozoic thermotectogenesis of the Aldan shield which were accompanied by the horizontal propagation of deep-seated granite-anorthosite tectonic flows from the plume’s center to its periphery. During the movement of these flows the fragments of the lower and middle crust were shifted both laterally and vertically. When they moved vertically they were discretely intruded in the upper granite-gneiss crust (1.83-1.82 Ga) under high pressure. The 3.94 Ga zircon is comparable with the Hadean zircons from Acasta orthogneiss (Canadian shield, 4.03-3.94 Ga, SHRIMP and ID-TIMS).

Алданский щит, гранатовые гранулиты, средняя кора, выветривание, сравнительные геохимия, петрогенезис, геохронология, тектоника, Aldan shield, garnet granulites, middle crust, weathering, comparative geochemistry, petrogenesis, geochro-nology, tectonics

1. Алфимова Н.А., Матреничев В.А. (2006) Континетальное выветривание в раннем докембрии: особенности минеральных преобразований и состав гипергенных растворов Литология и полезн. ископаемые, 41(6), 518-529.

2. Баянова Т.Б. (2004) Возраст реперных геологических комплексов Кольского региона и длительность процессов магматизма. СПб.: Наука, 174 с.

3. Баянова Т.Б., Морозова Л.Н., Федотов Ж.А., Нерович Л.И., Белоусова Е.А., Митрофанов Ф.П. (2013) Прецизионное (ID-TIMS) U-Pb датирование единичных зерен циркона и бадделеита для целей региональной геохронологии Балтийского щита. Геология и геохронология породообразующих и рудных процессов в кристаллических щитах. Мат-лы Всерос. (с междунар. участием) конф. Апатиты: K & M, 24-26.

4. Богатиков О.А., Коваленко В.И., Шарков Е.В. (2010) Магматизм, тектоника, геодинамика Земли. Связь во времени и пространстве. М.: Наука, 606 с.

5. Борукаев Ч.Б., Булин Н.К., Виноградов Н.П., Косыгин Ю.А., Малышев Ю.Ф., Смыслов А.А., Черкасов Р.А. (1990) Алданская сверхглубокая скважина: проблема места заложения. Тихоокеан. геол., (1). 36-55.

6. Глуховский М.З. (1990) Геологическая эволюция фундаментов древних платформ (нуклеарная концепция). М.: Наука, 215 с.

7. Глуховский М.З. (2009) Палеопротерозойский термотектогенез - ротационно-плюмовая модель Алданского щита. Геотектоника, (3), 57-78.

8. Глуховский М.З, Баянова Т.Б., Левкович Н.В. (2005) Новые данные об изотопном U-Pb возрасте гиперстеновых гранодиоритов Алданского щита и проблема зональности процессов палеопротерозойского термотектогенеза. Докл. АН, 404(4), 524-528.

9. Глуховский М.З., Кузмин М.И. (2015) Внеземные факторы и их роль в тектонической эволюции Земли в раннем докембрии. Геол. и геофиз., 56(7), 1225-1249.

10. Глуховский М.З., Кузмин М.И., Баянова Т.Б., Баженова Г.Н., Елизаров Д.В., Серов П.А. (2011) Автономные анортозиты Алданского щита и связанные с ними породы: возраст, геохимия и механизм образования (на примере Каларского массива). Докл. АН, 439(5). 651-659.

11. Глуховский М.З., Моралёв В.М. (2001) Гонамский эндербитовый купол Алданского щита - реконструкция тектонической эволюции. Геотектоника, (5). 10-25.

12. Глуховский М.З., Моралёв В.М., Суханов М.К. (1993) Тектоническое положение раннепротерозойских анортозитов и гранитоидов Алданского щита и зональность процессов термотектогенеза. Геотектоника, (3). 69-81.

13. Грин Т.Х. (1968) Экспериментальное исследование генезиса анортозитов при высоких давлениях. Петрология верхней мантии. М.: Мир, 228-255.

14. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. (2001) Глубинная геодинамика. Новосибирск: Изд-во СО РАН, Филиал “ГЕО”, 408 с.

15. Жмодик С.М. (1979) Торий-урановое отношение в процессах выветривания и его индикаторная роль. Докл. АН СССР, 247, 1489-1493.

16. Интерпретация геохимических данных. (2001) (Pед. Е.В. Скляров). М.: Интермет Инжиниринг, 288 с.

17. Кастрыкина В.М. (1976а) Термодинамические условия формирования пород Сутамского комплекса. Термодинамический режим метаморфизма. М.: Наука, 267-273.

18. Кастрыкина В.М. (1976б) Минералогия метаморфических пород Сутамского комплекса архея Алданского щита. Современные методики петрологических исследований. М.: Наука, 56-76.

19. Каулина Т.В. (2009) Заключительные стадии метаморфической эволюции Колвицкого пояса и Уламбинского блока (юго-восточная ветвь Лапландского гранулитового пояса). U-Pb датирование циркона, титанита, рутила. Вестник МГТУ, 12(3), 386-393.

20. Каулина Т.В. (2010) Образование и преобразование циркона в полиметаморфических комплексах. Апатиты: КНЦ РАН, 144 с.

21. Коне А.М. (2012) Строение, состав и свойства латеритной коры выветривания Лионо-Либерийского кристаллического массива. Изв. вузов. Геол. и разведка, (1), 49-55.

22. Кориковский С.П. (1979) Фации метаморфизма метапелитов. М.: Наука, 263 с.

23. Кориковский С.П., Кислякова Н.Г. (1975) Реакционные структуры и фазовые равновесия в гиперстен-силлиманитовых кристаллических сланцах Сутамского комплекса Алданского щита Метасоматиты и оруденение. М.: Наука, 314-341.

24. Корякин А.С. (1975) Диагностические критерии метаморфизованной коры выветривания (на примере Центральной Карелии). Докембрийские коры выветривания. М.: Наука, 28-34.

25. Котов А.Б. (2003) Граничные условия геодинамических моделей формирования континентальной коры Алданского щита. Диссертация в виде научного доклада. СПб.: ИГ и ГД РАН, 78 с.

26. Котов А.Б., Шемякин В.М., Сальникова Е.Б., Ковач В.П. (1999) Этапы формирования и изотопная структура континентальной коры Сутамского блока Алданского щита: Sm-Nd систематика гранитоидов. Докл. АН, 366(6), 809-812.

27. Кузьмин М.И. (2014) Докембрийская история происхождения и эволюции Солнечной системы и Земли. Часть I. Геодинамика и тектонофизика, 5(3), 625-640.

28. Кузьмин М.И., Ярмолюк В.В. (2016) Изменение стиля тектонических движений в процессе эволюции Земли. Докл. АН, 469(6), 706-710.

29. Маслов А.В. (2007) Метатерригенные породы архея (основные геохимические ограничения). Геохимия, (4), 370-389.

30. Маракушев А.А. (1965) Проблема минеральных фаций метаморфических и метасоматических горных пород. М.: Наука, 327 с.

31. Матреничев В.А., Линькова Л.О., Левченков О.А., Макеев А.Ф., Яковлева С.З., Алфимова Н.А. (2005) Древнейшая кора континентального выветривания гранитов на Балтийском щите. Докл. АН, 400(1), 84-87.

32. Митрофанов Ф.П., Баянова Т.Б. (2011) Восточно-Скандинавская палеопротерозойская базитовая обширная изверженная провинция (ВСкБОИП-ESBLIP): геология, геодинамика, длительность формирования. Проблемы плейт- и плюм-тектоники в докембрии. Мат-лы III Российской конф. по проблемам тектоники и геодинамики докембрия. С-Пб.: ИГГД РАН, 118-120.

33. Полынов Б.Б. (1934) Коры выветривания. Ч. 1. Процессы выветривания: основные фазы и формы выветривания. Л.: Изд-во АН СССР, 210 с.

34. Рыцк Е.Ю., Макеев А.Ф., Ковач В.П., Богомолов Е.С., Федосеенко А.М. (2009) Возраст гранитоидов зоны сочленения Байкало-Муйского складчатого пояса и Каларского метаморфического террейна. Стратиграфия. Геол. корреляция, 17(2), 38-46.

35. Сиротин В.И., Белявцева Е.Е. (2011) Лантаноиды как индикаторы строения зоны свободного глинозема латеритной коры выветривания КМА. Докл. АН, 438(2), 242-244.

36. Скобелев В.М., Степанюк Л.М., Верхогляд В.М. (2004) Геохронология архейских образований Канадского щита. Минерал. журн., 26(3), 133-145.

37. Соболев В.С. (1960) Условия происхождения алмазов. Геол. и геофиз., (1), 8-11.

38. Стогний Г.А., Стогний В.В. (2005) Геофизическое поле восточной части Северо-Азатского кратона. Якутск: Сахаполиграфиздат, 174 с.

39. Шатров В.Н., Войцеховский Г.В. (2009) Применение лантаноидов для реконструкции обстановок осадкообразования в фанерозое и протерозое (на примерах разрезов чехла и фундамента Восточно-Европейской платформы). Геохимия, (8), 805-824.

40. Bowring S.A., Williams I.S. (1999) Prisсoan (4.0-4.03 Ga) orthogneisses from northwestern Canada. Contrib. Mineral. Petrol., 134, 3-16.

41. Hazen R.M. (2012) The story of Earth. The First 4.5 Billion Years from Stardust to Living Planet. USA: Penguin Books, 320 p.

42. Lizuka T., Komiya T., Ueno Y., Katayama I., Uehara Y., Maruyama S., Hirata N., Johnson S.P., Dunkley D.J. (2007) Geology and zircon geochronology of the Acasta Gneis Complex northwestern Canada: New constraints on its tectonothermal history. Precambrian. Res., 153, 179-208.

43. Moorbath S., Whitehous M.J., Kamber B.S. (1997) Exterme Nd-isotope heterogeneity in the early Archaean - fact or fiction? Case histories from northern Canada and West Greenland. Chem. Geol., 135, 213-231.

44. Nebel О., Rapp R.P., Yaxley G.M. (2014) The role of detrital zircons in Hadean crustal research. Lithos, 190-191, 313-327.

45. Reimink J.R., Davies J.H.F.L., Chacko T., Stern R.A., Heaman L.M., Sarkar C., Schaltegger U., Creaser R.A., Pearson D.G. (2016) No evidence for Hadean continental crust within Earth's oldest evolved rock unit. Nature geosci. Letters. Advance online publ. Springer, 19 Sept., 1-7.

46. Rudnick R.L., Gao S. (2003) Composition of the continental crust. Treasureon Geochemistry (Ed. D. Holland, K.K. Turekian). Amsterdam: Elsevier, V. 3. The crust. 1-64.

47. Stacey J.S., Kamers J.D. (1975) Approximation of terrestrial lead isotope evolution by two-sеtage model. Earth Planet. Sci. Lett., 26(2). 207-221.

48. Taylor S.R., McLennan S.M. (1985) The Continental Crust: Its Composition and Evolution. Blackwell, Oxford, 312 p.