Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example
Tonalite-trondjemite-granodiorite formation (TTG) produces the main volume of acidic rocks of the continental crust. Similar rocks are never met later. Therefore the problems of their production are directly connected with the problem of the crust and mantle formation. The structure of the Archean T...
Збережено в:
| Видавець: | Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
|---|---|
| Дата: | 2021 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine
2021
|
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225541 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Репозиторії
Geofizicheskiy Zhurnal| id |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-225541 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Geofizicheskiy Zhurnal |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| format |
Article |
| author |
Usenko, O.V. |
| spellingShingle |
Usenko, O.V. Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example |
| author_facet |
Usenko, O.V. |
| author_sort |
Usenko, O.V. |
| title |
Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example |
| title_short |
Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example |
| title_full |
Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example |
| title_fullStr |
Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example |
| title_full_unstemmed |
Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example |
| title_sort |
tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the archaean. special features of composition and conditions of formation, ukrainian shield as an example |
| title_alt |
Тоналит-трондьемит-гранодиоритовая формация архея. Особенности состава и условия образования на примере Украинского щита Тоналіт-трондьеміт-гранодіорітовая формація архею. Особливості складу і умови освіти на прикладі Українського щита |
| description |
Tonalite-trondjemite-granodiorite formation (TTG) produces the main volume of acidic rocks of the continental crust. Similar rocks are never met later. Therefore the problems of their production are directly connected with the problem of the crust and mantle formation.
The structure of the Archean TTG formation of granite-gneiss area of the Bug megablock and granite-grrenstone area of the Middle Dnieper megablock (MDMB) has been considered. Similar and different features have been found. The analysis of these data resulted in a conclusion that within the MDMB, West Periazovian and Khashchevate-Zavalie block of the Middle Bug area the events of formation of the Archean granite-greenstone area were similar, however these three blocks of the Ukrainian Shield demonstrate different levels of erosion damage reflected in PT-conditions of metamorphic transformations.
The rocks of TTG formation are a part of complex structured stratum appeared as a result of impregnation (migmatization) by quartz-albite melt of the primary crust and/or of more ancient strata of predominantly basic composition. In the middle-lower crust a partial replacement of the primary crust occurred and in the upper one — the deposition of new portions of the melt on the earlier ones, piercement of granite masses and migmatization of volcanogenic stratum. During the Archean these events happened repeatedly, that resulted in partial replacement of the primary crust with plagiogranites.
Modern notions have been considered on the processes of producing of TTG granite formation. It has been shown that according to thermal model distribution of temperatures in the crust does not cross the line of basalt water solidus. That is why the appearance of granite melts could not be the result of submergence to big depths (ultrametamorphism). Chronological and genetic relation with mantle melting, of which komatiites and spilites of green-stone structures were crystallized, assumed convective flows in the mantle. To explain the formation of tonalite and trondjemite melt a model of two-leveled crystallization differentiation of ultrabasic melt has been used. However appearance of primary basalt replacement in such a scale and assimilation of green-stone roots by granite melt are possible only in case of interaction of mantle fluids with the rocks of primary crust. An assumption has been made that the composition of some part of these fluids could be close to composition of granite (trondjemite). According to the author’s opinion such assumption confirms a hypothesis of V. Griffin and N. Pirson about formation of crystalline mantle on the border between the Archean and Proterozoic. |
| publisher |
Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2021 |
| url |
https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225541 |
| work_keys_str_mv |
AT usenkoov tonalitetrondjemitegranodioriteformationofthearchaeanspecialfeaturesofcompositionandconditionsofformationukrainianshieldasanexample AT usenkoov tonalittrondʹemitgranodioritovaâformaciâarheâosobennostisostavaiusloviâobrazovaniânaprimereukrainskogoŝita AT usenkoov tonalíttrondʹemítgranodíorítovaâformacíâarheûosoblivostískladuíumoviosvítinaprikladíukraínsʹkogoŝita |
| first_indexed |
2024-04-21T19:43:14Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:43:14Z |
| _version_ |
1796974674968576000 |
| spelling |
journalsuranua-geofizicheskiy-article-2255412021-03-13T07:23:36Z Tonalite-trondjemite-granodiorite formation of the Archaean. Special features of composition and conditions of formation, Ukrainian Shield as an example Тоналит-трондьемит-гранодиоритовая формация архея. Особенности состава и условия образования на примере Украинского щита Тоналіт-трондьеміт-гранодіорітовая формація архею. Особливості складу і умови освіти на прикладі Українського щита Usenko, O.V. Tonalite-trondjemite-granodiorite formation (TTG) produces the main volume of acidic rocks of the continental crust. Similar rocks are never met later. Therefore the problems of their production are directly connected with the problem of the crust and mantle formation. The structure of the Archean TTG formation of granite-gneiss area of the Bug megablock and granite-grrenstone area of the Middle Dnieper megablock (MDMB) has been considered. Similar and different features have been found. The analysis of these data resulted in a conclusion that within the MDMB, West Periazovian and Khashchevate-Zavalie block of the Middle Bug area the events of formation of the Archean granite-greenstone area were similar, however these three blocks of the Ukrainian Shield demonstrate different levels of erosion damage reflected in PT-conditions of metamorphic transformations. The rocks of TTG formation are a part of complex structured stratum appeared as a result of impregnation (migmatization) by quartz-albite melt of the primary crust and/or of more ancient strata of predominantly basic composition. In the middle-lower crust a partial replacement of the primary crust occurred and in the upper one — the deposition of new portions of the melt on the earlier ones, piercement of granite masses and migmatization of volcanogenic stratum. During the Archean these events happened repeatedly, that resulted in partial replacement of the primary crust with plagiogranites. Modern notions have been considered on the processes of producing of TTG granite formation. It has been shown that according to thermal model distribution of temperatures in the crust does not cross the line of basalt water solidus. That is why the appearance of granite melts could not be the result of submergence to big depths (ultrametamorphism). Chronological and genetic relation with mantle melting, of which komatiites and spilites of green-stone structures were crystallized, assumed convective flows in the mantle. To explain the formation of tonalite and trondjemite melt a model of two-leveled crystallization differentiation of ultrabasic melt has been used. However appearance of primary basalt replacement in such a scale and assimilation of green-stone roots by granite melt are possible only in case of interaction of mantle fluids with the rocks of primary crust. An assumption has been made that the composition of some part of these fluids could be close to composition of granite (trondjemite). According to the author’s opinion such assumption confirms a hypothesis of V. Griffin and N. Pirson about formation of crystalline mantle on the border between the Archean and Proterozoic. Тоналит-трондьемит-гранодиоритовая (ТТГ) формация образует основной объем кислых пород континентальной коры. Подобные породы не встречаются впоследствии. Поэтому вопросы, касающиеся образования формации, напрямую связаны с проблемой формирования коры и мантии. Рассмотрено строение архейской ТТГ формации гранито-гнейсовой области Бугского мегаблока (БМБ) и гранит-зеленокаменной области Среднеприднепровского мегаблока (СПМБ). Установлены сходные черты и различия. Анализ этих данных приводит автора к выводу, что в СПМБ, Западном Приазовье и Хащевато-Завальевском блоке Среднего Побужья в архее формировалась гранит-зеленокаменная область, однако указанные три блока Украинского щита демонстрируют разный уровень эрозионного среза, который отражен в РТ-условиях метаморфических преобразований. Породы ТТГ формации представляют собой часть сложнопостроенной толщи, которая возникла вследствие пропитывания (мигматизации) кварц-альбитовым расплавом первичной коры и/или более древних толщ преимущественно основного состава. В средней—нижней коре происходило частичное замещение пород первичной коры, в верхней — наслоение новых порций расплава на более ранние, диапиризм гранитных масс и мигматизация вулканогенной толщи. В течение архея эти события повторялись многократно, что привело к частичному замещению плагиогранитами первичной коры. Рассмотрены современные представления о процессах, в которых образованы граниты ТТГ формации. Показано, что согласно тепловой модели кривая распределения температур с глубиной не пересекает линию водного солидуса базальта. Поэтому появление гранитных расплавов не может быть следствием погружения на большие глубины (ультраметаморфизма). Хронологическая и генетическая связь с мантийными выплавками, из которых кристаллизуются коматииты и спилиты зеленокаменнных структур, предполагает конвективные течения в мантии. Для объяснения образования тоналитового и трондьемитового расплава использована модель двухуровневой кристаллизационной дифференциации ультраосновного расплава. Однако проявление замещения первичного базальта коры в таком объеме и ассимиляция корней зеленокаменных структур гранитным расплавом возможны только при взаимодействии мантийных флюидов с породами первичной коры. Высказано предположение, что состав части из этих флюидов мог быть близок к составу гранита (трондьемита). По мнению автора, подобное предположение подтверждает гипотезу В. Гриффина и Н. Пирсона о том, что кристаллическая мантия была сформирована на границе архея и протерозоя. Тоналіт-трондьєміт-гранодіоритовая (ТТГ) формація утворює основний обсяг кислих порід континентальної кори. Подібні породи не трапляються пізніше. Тому питання, що стосуються утворення формації, безпосередньо пов’язані з проблемою формування кори і мантії. Розглянуто будову архейської ТТГ формації граніто-гнейсової частини Бузького мегаблока і граніт-еленокам’яної частини Середньопридніпровського мегаблока (СПМБ) Українського щита. Встановлено подібні риси і відмінності. Аналіз цих даних дав змогу автору дійти висновку, що в СПМБ, Західному Приазов'ї і Хащувато Заваллівському блоці Середнього Побужья проявлені події формування архейської граніт-зеленокам’яної області, однак ці три структури щита демонструють різний рівень ерозійного зрізу, який відображений у РТ-умовах метаморфічних перетворень. Породи ТТГ формації є частиною складнопобудованої товщі, яка виникла внаслідок просочування (мігматізаціі) кварц-альбітовим розплавом первинної кори і/або давніших товщ переважно основного складу. У середній—нижній корі відбувалося часткове заміщення порід первинної кори, у верхній — нашарування нових порцій розплаву на раніші, діапіризм гранітних мас і мігматизація вулканогенної товщі. Протягом архею ці події повторювалися багаторазово, що спричинило часткове заміщення плагіогранітів первинної кори. Розглянуто сучасні уявлення про процеси, під час яких утворилися граніти ТТГ формації. Показано, що згідно з тепловою моделлю крива розподілу температур з глибиною не перетинає лінію водного солідусу базальту. Тому поява гранітних розплавів не може бути наслідком занурення на великі глибини (ультраметаморфізма). Хронологічний і генетичний зв'язок з мантійними витопленнями, з яких кристалізуються коматіїти і спіліти зеленокам’яних структур, передбачає конвективні течії в мантії. Для пояснення утворення тоналітового і трондьємітового розплаву використано модель дворівневої кристалізаційної диференціації ультраосновного розплаву. Однак прояв заміщення первинного базальту кори в такому обсязі та асиміляція коренів зеленокам’яних структур гранітним розплавом можливі лише за взаємодії мантійних флюїдів з породами первинної кори. Зроблено припущення, що склад частини з цих флюїдів міг бути близький до складу граніту (трондьєміту). На думку автора, подібне припущення підтверджує гіпотезу В. Гріффіна і Н. Пірсона про те, що кристалічна мантія була сформована на межі архею і протерозою. Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021-03-13 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225541 10.24028/gzh.0203-3100.v43i1.2021.225541 Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 43 No. 1 (2021); 38-68 Геофизический журнал; Том 43 № 1 (2021); 38-68 Геофізичний журнал; Том 43 № 1 (2021); 38-68 2524-1052 0203-3100 rus https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/225541/226158 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |