Введение
Геологический комплекс древних пород в Западной Австралии
Терране Нарриер-Гнесс – это геологический комплекс в Западной Австралии, состоящий из тектонически перемежающихся и полидеформированных пород: гранита, мафических интрузий и метаосадочных пород возрастом более 3,3 миллиарда лет, при этом большая часть террана Нарриер-Гнесс имеет возраст более 3,6 миллиарда лет. Эти породы подверглись множественным метаморфическим событиям в условиях амфиболитовых или гранулитовых фаций, что часто приводило к полному разрушению первичных магматических или осадочных (протолитовых) текстур. Важно отметить, что терране содержит самые древние известные образцы земной коры: образцы циркона из части Джек-Хиллз террана Нарриер-Гнесс были радиометрически датированы возрастом 4,4 миллиарда лет, хотя большинство кристаллов циркона имеют возраст около 3,6–3,8 миллиарда лет. Терране Нарриер-Гнесс прилегает к северной окраине кратона Йилгарн и на севере граничит с метаосадочными и метагранитными породами комплекса Гаскойн. Терране Нарриер-Гнесс также включает части гнейса Ярларвеелор, примыкающего к метаморфическим последовательностям бассейна Набберу в бассейнах Брайя-Пэдбери, где он представлен в виде разрозненных линз метаморфических пород, пелитов, метаконгломератов и гнейсов, захваченных в региональные сбросо-надвиговые разломы. В этом восточном регионе терране Нарриер-Гнесс может составлять фундамент для протерозойских пород возрастом 2,0–1,8 миллиарда лет, а поверхность несоответствия может быть сохранена в надвиговых листах. Терране Нарриер-Гнесс подразделяется на четыре основные скальные последовательности (Myers, 1990): гнейс Дугель, гнейс Миберри, комплекс Манфреда и неклассифицированные полидеформированные лейкократические гнейсы и метаосадочные породы.
Дугель Гнайс
Дугель Гнайс имеет сиеногранитный или монзогранитный состав, который интерпретируется как протолит. Гнайс лейкократический, с незначительным количеством биотита и мусковита. Скала демонстрирует переменную интенсивность метаморфической полосчатости, которая может проявляться в изменениях размера зерен, и характеризуется высокой степенью деформации по краям, сохраняя при этом метаморфический комплекс амфиболитовой фации. Гнайс пронизан сетью пегматитовых жил. В зонах низких деформаций Дугель Гнайс представлен среднезернистым лейкократическим метагранитом с фенокристаллами K-полевого шпата, рекристаллизовавшимся до гранулитовой фации. Скала выглядит жирной, с отжатыми кварцем и полевым шпатом, а также лейкосомами гранулитовой фации, пересекающими метаморфическую полосчатость и впоследствии деформированными более поздним метаморфизмом. Считается, что Дугель Гнайс был внедрен в более древний Меберри Гнайс, возможно, в виде пластов или силлов, однако большинство контактов перекрыты вязкими метаморфическими полосами или милонитовыми зонами.
Миберри Гнайс
Гнеис Меберри — преимущественно пластично деформированный полосатый гнеис монзогранитного состава, для которого в качестве протоолита предполагается серия моногранитных силлов или лополитовых интрузий. Гнеис характеризуется выраженной полосатостью, обусловленной слоями амфиболита, К-полевого шпата и кварца различной крупности зерен, а также сетью пегматитовых жил. Большая часть породы сильно деформирована, однако в наименее деформированных участках сохраняется реликтовая порфировая или равнозернистая текстура.
Комплекс Манфреда
Комплекс Манфреда представляет собой сильно ослабленную и разрывную серию ультрамафических и мафических кумулятов, заключенных в матрице или вмещающих породах, состоящих из смешанных гнейсов Дугеля и Меберри. Основными типами пород являются пироксен-габбро и амфиболиты, с редкими серпентинизированными перидотитами и дунитами, иногда содержащими реликтовые магматические или метаморфические оливины. Эти линзовидные тела материала варьируют в размерах от сантиметровых до ~100 м в толщину и до одного километра в длину. Основываясь на их положении в антиклиналях и синклиналях в районе горы Нарриер, предполагается, что они внедрялись субпараллельно слоистости и в настоящее время вытянуты в результате сдвига. Комплекс Манфреда интерпретируется как раннеархейский мафический и ультрамафический слоистый интрузивный комплекс, который подвергся дезинтеграции. Эта дезинтеграция частично тектоническая, но в некоторых областях имеются свидетельства того, что она в основном была достигнута за счет внедрения гнейсов Дугеля и Меберри в виде силлов или пластов. Геохронологические исследования Комплекса Манфреда определяют его возраст примерно в 3,73 миллиарда лет по Pb-Pb из циркона. Это делает его старейшей известной интрузивной породой на Земле, содержащей самые древние известные магматические текстуры и минеральные ассоциации.
Метаседаментные породы
Метаседиментарные породы в пределах терраны Нарьер-Гнейса составляют около 10% площади выхода на поверхность и характеризуются переменной степенью деформации, но повсеместно подверглись метаморфизму не ниже амфиболитового фациаса. Наиболее распространёнными типами пород являются кварцит и полосатое железное образование, с сопутствующими метаморфическими гнейсами, метаконгломератами и пелитовыми до полупелитовыми кварц-мусковитными сланцами. Конгломераты представлены преимущественно ортокварцитовыми мономиктными конгломератами с галькой, либо полимиктными конгломератами с галькой. В зонах слабого напряжения они сохраняют градации слоистости, перекрестную слоистость и горизонты, богатые тяжёлыми минералами. Эти породы предоставляют основную массу данных об определении возраста терраны Нарьер-Гнейса, полученных на основе детритальных цирконов, при этом основная часть результатов датировки соответствует диапазону от 3,5 до 3,75 миллиардов лет, от 3,35 до 3,45 миллиардов лет, а также присутствует группа зёрен в возрасте от 4,1 до 4,2 миллиардов лет, с отдельными значениями до 4,4 миллиардов лет.
Структура
Терране Нарриер Гнеис претерпел множество высокотемпературных полифазных деформационных событий, наиболее значительным из которых является период 2600–2700 млн лет назад, связанный с гранит-зеленокаменным магматизмом в кратоне Йилгарн. Ему предшествовало событие около 3350 млн лет назад фации амфиболита, приведшее к повсеместной перестройке геохронометров. Еще более ранней была деформация, приблизительно датированная 3680 млн лет назад, а также деформация, происходившая между 3680 и 3730 млн лет назад – до образования Гнеиса Миберри и после образования Комплекса Манфреда. В областях с низким напряжением при последующих деформациях сохранилась более древняя структурная текстура. Деформация, связанная с кратоном Йилгарн в период 2700–2600 млн лет назад, наложилась на большинство других деформаций, что привело к вращению предыдущих структур и их выравниванию с северо-восточными вертикальными складками и метаморфической полосатостью. Вблизи протерозойских орогенов и зон надвигов пояс гнейса подвергся различной степени перекрытия более поздними деформациями. В зоне складчатости и надвигов бассейна Брайя-Падбери фрагменты гнейса Yarlarweelor существуют в виде недеформированных плит надвигов пелитового сланца, ограниченных дискретными милонитными зонами, а также деформированных сильно перекрытых гнейсовых блоков, захваченных в зоны сдвига, некоторые из которых, по-видимому, сохраняют поверхность несоответствия.