ИСТИНА

Общая фундаментальная научная проблема исследований по проекту – термобарические и флюидные условия метаморфической и магматической эволюции коллизионных орогенов, соединяющих блоки континентальной коры различного возраста. Важнейшей составляющей таких орогенов являются метаморфические комплексы высоких температур и давлений (гранулитовые и эклогитовые комплексы), с которыми тесно ассоциируются проявления гранитоидного магматизма. Гранитоидные расплавы в коллизионных орогенах формируются либо за счет высоких температур по механизму дегидратационного плавления, либо при воздействии флюидов различного состава, генерирующихся как внутри самих орогенов, так и поступающих из мантии или сближающихся континентальных блоков. Особенности флюидного режима метаморфизма и плавления зависят от степени влияния мантии и/или процессов субдукции, что во многом определяется возрастом коллизионных орогенов. В рамках указанной фундаментальной научной проблемы планируется решение следующих конкретных задач, касающихся флюидного режима в коллизионных орогенах: выявление характера плавления в породах комплексов коллизионных орогенов при флюидном воздействия или без участия флюидов за счет повышенных температур; определение масштабов флюидного воздействия на породы метаморфических комплексов; определение химического и изотопного состава флюидов как индикаторов внутренних и внешних источников флюидов, вовлеченных в процессы формирования коллизионных орогенов. В проекте будет сделана попытка комплексного рассмотрения всех этих задач для конкретных объектов в пределах комплексов коллизионных орогенов с возрастами от докембрийских до кайнозойских: неоархейский комплекс Лимпопо (ЮАР), палеопротерозойские Беломорский и Лапландский мобильные пояса (Россия), расположенные между мезоархейскими кратонами, триасовый ороген Даби-Сулу (Китай) и кайнозойский ороген Тибета-Гималаев (Китай-Индия). Актуальностью и новизной проекта, безусловно, станет сопоставление данных о флюидном режиме метаморфизма и анатексиса в коллизионных орогенах различного возраста с целью выявления общих закономерностей, приложимых ко всей истории земной коры. Запланированные петрологические, геохимические и, отчасти, экспериментальные задачи являются новыми и значительными по своим масштабам и объему исследований. Проект представляет собой комплексное исследование, в которое будут вовлечены полевые исследования в комплексах различного возраста, петро- и геохимические и изотопные исследования, минералогическая термобарометрия и моделирование фазовых равновесий в природных объектах, а также экспериментальные исследования при Р-Т параметрах средней и нижней коры. Коллектив имеет все необходимые аналитические, информационные и экспериментальные возможности к проведению исследований по всем задачам проекта на базах организаций – участников проекта из России (ИЭМ РАН, ИГЕМ РАН, МГУ) и Китая (Университет Наук и Технологий Китая). У российского и китайского коллективов имеется серьезный научный задел по всем задачам проекта, подкрепленный многочисленными публикациями за период 2020 – 2024 годов в международных журналах, в том числе входящих в квартиль Q1 по JCR Science Edition. Все перечисленное выше создает очень благоприятную почву для успешного решения поставленных комплексных задач и выполнения всех показателей проекта в заявленные сроки. Результаты исследований по проекту внесут важный вклад в решение масштабной геологической проблемы роли флюидов в формировании и эволюции континентальной коры и позволят выйти на новый уровень понимания глобальных процессов ее эволюции, определяя тем самым научную значимость проекта.

The general fundamental scientific problem of research on the project is the thermobaric and fluid conditions of the metamorphic and magmatic evolution of collisional orogens connecting blocks of continental crust of various ages. The most important component of such orogens are metamorphic complexes of high temperatures and pressures (granulite and eclogite complexes) commonly associated with manifestations of granitoid magmatism. Granitoid melts in collisional orogens are formed either due to high temperatures by the mechanism of dehydration melting, or under the influence of fluids of various compositions generated both inside the orogens themselves or coming from the mantle or colliding continental blocks. The peculiarities of the fluid regime of metamorphism and melting depend on the degree of influence of the mantle and/or subduction processes, which is largely determined by the age of collisional orogens. Within the above fundamental scientific problem, it is planned to solve the following specific tasks related to the fluid regime in collisional orogens: to identify the nature of melting in rocks in collisional orogens with fluid involvement or without it due to elevated temperatures; to determine the scale of fluid effects on rocks of metamorphic complexes; to determine the chemical and isotopic composition of fluids as indicators of internal and external sources of fluids involved in the formation of collisional orogens. The project will attempt to comprehensively consider all these tasks for specific objects within the complexes of collisional orogens with ages from Precambrian to Cenozoic: the Neo-Archean Limpopo complex (South Africa), the Paleoproterozoic Belomorian and Lapland mobile belts (Russia) located between Mesoarchean cratons, the Triassic orogen of Dabie-Sulu (China) and the Cenozoic orogen of Tibet-Himalayas (China-India). The actuality and novelty of the project will certainly be the comparison of data on the fluid regime of metamorphism and anatexis in collisional orogens of various ages in order to identify common regularities applicable to the entire history of the Earth's crust. The planned petrological, geochemical and, to some extent, experimental tasks are new and significant in their scope of research. The project is a comprehensive study that will involve field studies in complexes of various ages, petro- and geochemical and isotope studies, mineralogical thermobarometry and modeling of phase equilibria in natural objects, as well as experimental studies under the middle-lower crustal P-T parameters. The team has all the necessary analytical, informational and experimental facilities to conduct research on all above tasks of the project on the bases of the participating organizations of the project from Russia (IEM RAS, IGEM RAS, Moscow State University) and China (University of Sciences and Technologies of China). The Russian and Chinese teams have a serious scientific groundwork for all the tasks of the project, supported by numerous publications over the period 2020 – 2024 in international journals, including those included in the Q1 quartile of JCR Science Edition. All above creates a very favorable ground for the successful solution of the complex tasks and the fulfillment of all project indicators within the desired timeframe. The results of the project will make an important contribution to solving the large-scale geological problem of the role of fluids in the formation and evolution of the continental crust and will allow us to reach a new level of understanding of the global processes of its evolution, thereby determining the scientific significance of the project.

На основе комплексных петрохимических, геохимических, петрологических и экспериментальных исследований будут предложены модели флюидного режима (источники и состав флюидов, масштабы флюидного воздействия) для процессов частичного плавления и гранитообразования в коллизионных комплексах различного возраста. 1. На основе исследований гранатсодержащих лейкократовых гранитоидов Южной Краевой и Центральной зон неоархейского-палеопртерозойского комплекса Лимпопо (ЮАР) будут выявлены и сравнены источники магм и флюидов, их сопровождающих, внутри комплекса (Центральная зона) и в контакте с кратоном Каапвааль (Южная Краевая зона). 3. На основе исследований эндербитов и других сопутствующих гранитоидов комплекса острова Поньгома-Наволок (палеопротерозойский Беломорский подвижный пояс, Карелия) будут выявлены источники эндербитовых магм, роль и состав флюидов в процессах их генерации, а также роль водно-углекисло-солевых флюидов в образовании (дифференциации и/или метасоматическом образовании) лейкократовых гранитоидов комплекса. 4. На основе исследований гранат содержащих гранитов, ксенолитов в них и мигматизированных кислых гранулитов (кинцигитов) из контактовых ореолов интрузий палеопротерозойского Лапландского гранулитового комплекса будут выявлены внутренние и внешние источники гранитоидных расплавов и сопровождающих их флюидов, Р-Т и флюидные условия зарождения гранитоидных магм в рамках эволюции всего комплекса; на основе обобщения полученных данных для гранат содержащих гранитов комплексов Лимпопо и Лапландии будет проведено сравнение Р-Т и флюидных условий их формирования и источников расплавов и сделан вывод о участии внутренних или внешних источников флюидов в процессах мигматизации и гранитообразования в докембрийских коллизионных комплексах. 5. На основе исследований гранулитов, эклогитов и ассоциирующихся мигматитов и гранитоидов палеозойских коллизионных комплексов Даби и Сулу (Китай) будут предложены модели флюидного режима (состава и источников) мигматизации при повышенных давлениях (в условиях фаций высокобарических гранулитов и эклогитов); эти выводы будут подтверждены результатами экспериментов по частичному плавлению гнейсов комплекса Даби при давлениях до 20 кбар и температурах до 1000°С. 6. На основе исследований лейкократовых гранитоидов из кайнозойского орогена Гималаев будет выявлены особенности флюидного режима, прежде всего, роль и источников CO2 для генерации лейкогранитных расплавов из двуслюдяных сланцев комплекса; на основе экспериментальных данных будут выявлены условия образования гранитных расплавов в процессах дегидратации биотита и мусковита в присутствии CO2 и богатых CO2 водно-углекислых флюидов, влияние CO2 на инициацию частичного плавления двуслюдяных ассоциаций в сопоставлении с результатами исследований Р-Т и флюидных условий образования лейкогранитов Гималаев. Все запланированные петрологические, геохимические и экспериментальные задачи являются новыми. Их результаты внесут важный вклад в решение масштабной геологической проблемы роли флюидов в формировании и эволюции континентальной коры. Они могут быть использованы в геохимическом прогнозировании размещения месторождений рудных полезных ископаемых в пределах высокотемпературных и высокобарических метаморфических комплексов. Результаты исследований войдут в программы лекций, читаемых участниками проекта на Геологическом факультете МГУ и в Университете Наук и Технологий Китая для студентов, магистрантов и аспирантов и могут быть использованы в соответствующих курсах лекций в других учебных заведениях как в России и Китае, так и за их рубежами. Результаты исследований станут основой для ряда дипломных (магистерских) и кандидатских диссертаций молодых участников проекта.