Петрология полиметаморфических гранулитов центральной зоны комплекса Лимпопо, Южная Африка тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.04, кандидат геолого-минералогических наук Сейедмохсен Табатабаеиманеш

• Сейедмохсен Табатабаеиманеш
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Сейедмохсен Табатабаеиманеш

Введение. щ

Глава I. Геологический очерк комплекса Лимпопо.

1.1. Краевые Зоны.

1.1.1. Северная Краевая Зона.

1.1.2. Южная Краевая Зона.

1.2. Центральная Зона.

1.2.1. Геологическая структура Центральной зоны.

1.2.2.Структура Бакликраал.

Глава II. Петрография и химия минералов.

НЛ.Методы исследования

II.2. Петрография и химия минералов Краевых Зон комплекса Лимпопо.

11.2.1. Северная Краевая Зона.

11.2.2. Южная Краевая Зона.

II. 3. Петрография и химия минералов гранулитов Централной Зоны.

II. 3.1. Петрография.

11.3.1.1. Породы поперечной складки Бакликраал. i>, II.3.1.2. Породы района Булаи.

II.3.1.3. Метапелиты окрестностей г. Мусина.

II.3.2. Химия минералов.

II.3.2.1. Реакционные структуры и химический состав минералов в метапелитах района гранитного плутона Булаи

11.3.2.1.1. Реакционные структуры в метапелитах Т73, Т18 и Т20.

11.3.2.1.2. Химическая зональность порфиробластов и реакционные структуры в метапелите (JC1).

11.3.2.2. Реакционные структуры и химический состав минералов в метапелитах района Булаи.

11.3.2.3. Реакционные структуры и химический состав минералов в метапелитах района г. Мусина.

Глава III. Термодинамические условия локальных равновесий минералов.

111.1. Методы расчета параметров равновесий.

III. 1.1.Обзор использованных минеральных термометров и барометров.

Ш.1.2.Метод расчета активности воды.

ШЛ.З.Метод расчета изоплет.

111.2. Результаты расчета термодинамических параметров равновесий минералов в изученных породах.

Ш.2.1. Северная Краевая Зона.

Ш.2.2. Южная Краевая Зона.

Ш.2.3. Централная Зона.

Ш.2.3.1. Результаты расчета термодинамических параметров в породах структуры Бакликраал.

Ш.2.3.2. Результаты расчета термодинамических параметров в породах района г.Мусина.

Ш.2.3.3. Результаты расчета термодинамических параметров в породах Булаи.

Ш.2.3.4.Сравнение Р-Ттрендов полиметаморфизма для изученных участков Центральной

Зоны комплекса Лимпопо.

Ш.З. Сравнение Р-Т параметров метаморфизма пород ЦЗ с краевыми зонами комплекса Лимпопо и другими комплексами

Глава IV. Интерпретация Р-Т трендов, выведенных для гранулитов комплекса Лимпопо.

IV. 1. Обзор существующих моделей формирования гранулитовых комплексов.

IV-1.1. Механизм эксгумации монохронных гранулитовых комплексов в докембрии по модели ЛЛ.Перчука.

1У.1.2.Высокотемпературный полиметаморфизм и зоны пластических деформаций.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Петрология полиметаморфических гранулитов центральной зоны комплекса Лимпопо, Южная Африка»

Гранулитовый комплекс Лимпопо (Южная Африка) является общепризнанной природной лабораторией для изучения процессов метаморфизма и геодинамики в докембрийской коре (например, van Reenen & Smit, 1996). Комплекс залегает между мезоархейскими кратонами Каапвааль и Зимбабве и состоит из трех широтных Зон — Северной (СЗ), Южной (ЮЗ) и Центральной (ЦЗ), разделенных между собой тектоническими швами, образовавшимися 2 млрд. лет тому назад. Контакты с породами кратонов также тектонические и сложены зонами пластических деформаций, одновозрастных с гранулитами Лимпопо (2,7 млрд. лет). СЗ и ЮЗ комплексы монохронные (неоархейские), тогда как ЦЗ полиметаморфическая. Эволюция термодинамических параметров (Р-Г-флюид) метаморфизма в ходе формирования комплекса Лимпопо (Южная Африка) обсуждается в литературе почти четверть века. Некоторые исследователи (Horrocks, 1983; Harris, & Holland, 1984; Droop, 1989; van Reenen et al., 1990; Hisada & Miyano, 1996) предполагают эксгумацию ЦЗ путем изотермической декомпрессии, что подразумевает очень высокую скорость эксгумации гранулитов, значительно превышающую скорость их остывания. К тому же никто из этих исследователей не сопоставлял детальные структурные данные с предлагаемыми Р-Т трендами. Напротив, структурно-геологическое и петрологическое изучение отдельных структур ЮЗ и некоторых участков ЦЗ (Perchuk et al., 1996; Perchuk et al., 2000; Smit et al., 2001) указывает на преимущественную роль декомпрессионного охлаждения (DC) высокометаморфизованных пород этих двух зон с элементами субизобарического охлаждения вблизи их контактов с кратонами (Перчук и Геря, 2004). Численное моделирование этого процесса свидетельствует о сопоставимых скоростях эксгумации и сопутствующего остывания (Gerya et al, 2000). Эти результаты подтвердили идею Л.Л.Перчука (Перчук, 1993; Perchuk, 1989) о формировании гранулитов за счет пород кратонов с последующей их эксгумацией по механизму гравитационного перераспределения под воздействием плюма. Причем все три зоны комплекса сформировались в неоархее одновременно, в период 2,65-2,71 млрд. лет. Однако сравнительно недавнее открытие в ЦЗ (например, Holzer et al., 1998; Kamber et al. et al., 1998) раннепротерозойских гранулитов (2,0 млрд. лет) с одной стороны поставило под сомнение эту модель, а сдругой - послужило источником многочисленных спекулятивных моделей происхождения не только самой ЦЗ, но и всего комплекса Лимпопо (например, Schaller et al., 1999; Dorland et al., 2004). Вместе с тем, детальные геохронологические исследования гранулитов ЦЗ показали, что среди них широко распространены гнейсы с возрастом 2,65-2,68 млрд. лет. Стало очевидно, что ЦЗ имеет полиметаморфическую природу (Kroner et al., 1999; Boshoff et al., 2004; van Reenen et al., 2004; Perchuk, 2005).

Цель и задачи исследований. Основной целью данного исследования является установление Р-Т- аЦ20 условий формировапния и эволюции гранулитов, слагающих

Центральную Зону комплекса Лимпопо. Достижение этой цели осуществлялось посредством решения следующих задач:

1) На основе петрографических исследований проследить последовательность структурных и метаморфических преобразований в породах из трех ключевых геологических структур (Бакликраал, Мусина и Булаи) ЦЗ комплекса Лимпопо.

2) На основе детального парагенетического анализа минералов оценить физико-химические параметры локальных равновесий и вывести Р-Т тренды для гранулитов ЦЗ комплекса Лимпопо.

3) На основе выведенных Р-Т трендов создать модель термальной и динамической истории ЦЗ комплекса Лимпопо и провести сравнение с близкими по минеральным ассоциациям и условиям образования гранулитами СЗ и Токского блока Алданского щита.

Научная новизна работы

1) Впервые на основе детальных петрографических исследований установлена последовательность структурных и метаморфических преобразований в породах из трех ключевых геологических структур (Бакликраал, Мусина и Булаи) ЦЗ комплекса Лимпопо.

2) Впервые на основе детального парагенетического анализа минералов дана оценка физико-химических параметров локальных равновесий и с использоанием оригинальной методики выведены Р-Т тренды для гранулитов ЦЗ комплекса Лимпопо.

3) Впервые создана модель термальной и динамической истории ЦЗ комплекса Лимпопо и доказана корректность идеи об изобарическом нагреве гранулитов в полиметаморфических комплексах гранулитовой фации.

Практическая значимость.

Данные, полученные в ходе исследований, позволят проводить более точное стратиграфическое расчленение и геологическое картирование полиметаморфических комплексов.

Основные защищаемые положения

Для Центральной Зоны комплекса Лимпопо доказано, что

1) закономерная гетерогенность химического состава сосуществующих минералов и их локальные парагенетические взаимоотношения позволяют воссоздать термальный и динамический режим формирования и эволюции докембрийских пород в условиях гранулитовой фации метаморфизма;

2) повторный высокотемпреатурный метаморфизм (НТ полиметаморфизм) осуществляется в ходе изобарического нагрева гранулитов, эксгумация и становление которых в средней части докембрийской коры происходили задолго (миллионы и даже сотни миллионов лет) до этого события;

3) корректный вывод Р-Т тренда - единственный способ различить разновозрастные гранулиты в пределах одного полиметаморфического комплекса, обнажения и даже одного образца породы.

Фактическая основа и методы исследований

В основу работы положены образцы метапелитов, собранные проф. JLJI. Перчуком в ходе полевых работ 1996-2004 гг. на гранулитовом комплексе Лимпопо (Южная Африка) и переданные автору диссертации для петрологических исследований. Кроме того, для сравнительного анализа были привлечены образцы гранулитов из коллекции Л.Л.Перчука, собранные на Сутамском и Чогарском комплексах Алданского щита и Лапландского комплекса на Кольском полуострове. Эти образцы были изучены с помощью оптического микроскопа. Химические анализы минералов выпонены с помощью электронных микроскопов Cameca (Rand Afrikaans University) and CamScan 4DV (кафедра петрологии МГУ им. М.ВЛомоносова) с приставкой Link N 10000 для энергодисперсионного микроанализа. В ходе обработки материалов использовался комплекс петрологических методов, включающий детальное исследование структурно-текстурных особенностей пород, парагенетический анализ, изучение зональности сосуществующих минералов на основе микрозондового профилирования, минеральную термобарометрию. Основное внимание уделялось гранату, биотиту и кордиериту как самым чувствительным к изменениям условий метаморфизма минералам. Исследовались также плагиоклазы и ортопироксены. Вывод Р-Т трендов осуществляся по методике, разработанной Л.Л.Перчуком и его научной школой, а их геодинамическая интерпретация - на основе структурно-геологических, геохимических, петрологических и численных методов. В общей сложности автором диссертации изучено более 80 образцов, а микрозондовые исследования проведены для 30 из них. При этом было сделано более 2000 микрозондовых анализов

Личный вклад автора

Автором выполнялись описанные выше работы со штуфами и пробами каменного материала, а также большая часть микрозондовых исследований методом профилирования порфиробластов. Проводился парагенетический анализ минералов, построение и интерпретация микрозондовых профилей-диаграмм и вывод Р-Т трендов.

Апробация работы

Результаты исследований, положенные в основу диссертации, докладывались на Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов» по фундаментальным наукам (МГУ, 2005 г.), на Международной конференции "ПЕТРОГРАФИЯ XXI ВЕКА" (г. Апатиты, 20 - 22 июня 2005) , на конференции «12th Iranian researches conference in Europe (Манчестер, 3-4 июля 2004 г.), на конференции «13th Iranian researches conference in Europe». (Лондон, 1-2 июля 2005 г.) и на Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», посвященной 85-летию Московского государственного геологоразведочного университета (г. Москва, 5-12 апреля 2005 г.). По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 1 статья находится в печати.

Содержание и объем работы

Диссертация состоит из 4 глав, введения, заключения и приложение. Работа изложена на 184 страницах, включает 57 рисунков, 11 таблиц и список литературы, состоящий из 164 наименований.

Благодарности

Автор глубоко признателен научному руководителю профессору Л.Л.Перчуку, любезно предоставившему каменный материал для работы и принимавшему непосредственное участие в работе над всеми разделами диссертации. О.В.Парфенова оказала огромную помощь в редактировании текста; многие вопросы, затрагиваемые в диссертации, обсуждались с доктором геолого-минералогических наук доцентом В.И.Фельдманом. Всем им автор чрезвычайно благодарен. Помощь в переводах и в аналитической работе была оказана Ш. Ван Калом, др. Э. Хисада и К.Николаевой, доцентом В.О. Япаскуртом. Особую благодарность хочется выразить сотрудникам лаборатории локальных методов исследования вещества при кафедре петрологии геологического факультета МГУ Е.В. Гусевой и Н.Н. Коротаевой, без помощи которых не могла бы состояться аналитическая часть работы.

Условные обозначения, принятые в работе: В работе использованы следующие условные обозначения и символы: D2/M2 - неоархейский деформационно (D) - метаморфический (М) цикл (-2,6-2,7 млрд. лет), D3/M3 - раннепротерозойский деформационно-метаморфический цикл (~2 млрд. лет), изобарический нагрев (IH), изотермическая декомпрессия (ID), декомпрессия остывания (DC).

And - андалузит, Ар - апатит; Bt — биотит, Cal - кальцит; Crd — кордиерит, Сит-куммингтонит, Grt - гранат, 11т - ильменит, Kfs - калиевый полевой шпат, Ку - кианит, Ms - мусковит, О Am - ортоамфибол; Орх - ортопироксен,Ог - ортоклаз, Phi - флогопит, Р1 — плагиоклаз, Ргр - пироп, Fo— форстерит ,Еп - энстатит, Qtz — кварц, Rut — рутил, San -санидин, Sil - силлиманит, Sph - сфен, Spl - шпинель, Spr-сапфирин, Zrn - циркон.( Bt-Mg, Bt- Fe),( Crd- Mg, Crd- Fe),( Gr- Mg, Gr- Fe),(0/?x-Mg, С/»х-Ре)-твердые растворы минералов, T - температура, К или °С; Р - давление, бар или кбар; AG° - изменение свободной энергии Гиббса в ходе реакции; R = 1.987 кал/град (1 кал = 4,186 Дж) - газовая постоянная; X¡ - мольная доля компонента / в данной фазе; Хм& = Mg/(Mg+Fe), N¡ =100X¡; NMg -100 Xu¿, Xca = Ca/(Ca+Fe+Mn+Mg), Nca -100 XCa; Xok = Al/(Al+2Mg+2Fe), N0k -100 Xok', |^H2o=H°H2o+RTlnaH20;. ц°нго= химический потенциал чистой воды, как функция Т и Р; /нго~ летучесть воды; a(¡i0= у {\i0' X{[i0 - активность воды во флюиде;

Ци2о - химический потенциал НгО во флюиде; G¡" = RT lna, парциальная молярная свободная энергия смешения Гиббса для компонента / в твердом растворе; Gf — избыточная парциальная молярная свободная энергия Гиббса для компонента / в твердом растворе; Ge - избыточная интегральная молярная свободная энергия Гиббса для твердого раствора; Н - энтальпия; S - энтропия; V - объем.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Сейедмохсен Табатабаеиманеш, 2006 год

1. Виноградов Л.А., Богданова М.Н., Ефимов М.М. Гранулитовый пояс Кольского полуострова. Л. Наука. 1980. 208 с.

2. Геря Т.В., Перчук Л.Л., Трибуле К. и др. Петрология Туманшетского зонального метаморфического комплекса, Восточный Саян // Петрология. Т. 5. № 6.1997.

3. Геря Т.В. Р-Т тренды и модель формирования гранулитовых комплексов докембрия: Автореф. докт. дис. М. МГУ. 1999.

4. Гончаров М.А. Инверсия плотности в земной коре и складкообразование. М. 1979. 246 с.

5. Гончаров М.А. Механизм геосинклинального складкообразования. М. 1988. 264 с.

6. Козлов Н.Е., Иванов A.A., Нерович Л.И. Лапландский гранулитовый пояс первичная природа и развитие. Апатиты. КНЦ РАН. 1990. 170 с.

7. Корешкова М.Ю., Левский Л.К., Иванников, В.В. Петрология нижнекоровых ксенолитов из даек и трубок взрыва Кандалакшского грабена//Петрология. № 10. 2001. С. 89-106.

8. Коржинский Д.С. Потоки трансмагматических растворов и проблемы гранитизации. Магматизм, формации кристаллических пород и глубины Земли. М. 1972. С. 144-153.

9. Кориковский С.П., Кислякова Н.Г. Реакционные структуры и фазовые равновесия в гиперстен-силлиманитовых кристаллосланцах сутамского комплекса Алданского щита Метасоматизм и оруденение. М.: Наука. 1975. С.314-341.

10. Маракушев A.A. Проблемы минералных фаций метаморфических пород и метаеоматичееких пород. М.: Наука, 1964.316с.

11. Минц М.В., Глазнев В.Н., Конилов А.Н.и др. Ранний докембрий северо-востока Балтийского щита: палеогеодинамика, строение и эволюция континентальной коры / М.: Научный мир. 1996.277 с.

12. Ножкин А.Д., Туркина О.М. Геохимия гранулитов. Новосибирск: ОИГГМ РАН. Труды. Вып.817. 1993.224 с.

13. Перчук JI.JI. Равновесия породообразующих минералов. М.: Наука. 1970. 301 с.

14. ПерчукЛ.Л. Магматизм, метаморфизм и геодинамика. М. 1993.200 с.

15. Перчук Л.Л. Гравитационное перераспределение пород в докембрийской континенталной коре: решиние проблемы // Вест.Моск. ун-та, сер. 4. Геология. № 5.2004. С. 26-36.

16. Перчук Л.Л., Подлесский К.К, Аранович, Л.Я. Термодинамика некоторых каркасных силикатов и их равновесий для термобарометрии // Физико-химический анализ процессов минералообразования. М. Наука. 1989. С.45-96.

17. Перчук Л.Л., Подладчиков Ю.Ю. Р-Т тренды метаморфизма и связанные с ними геодинамические модели // Вест.Моск. ун-та. сер. 4. Геология. № 5.1993. С. 24-39.

18. Перчук Л.Л., Геря Т.В. Исследование некоторых петрологических процессов в литосфере / / Эксперимименталыюе моделирование процессов минералообразования. 1998. С. 410-424.

19. Перчук Л.Л., Кротов A.B. Петрология слюдистых сланцев пояса Тана в южном обрамлении Лапландского гранулитового комплекса. Петрология. 1998. Т.6. №2. С. 165196.

20. Перчук Л.Л., Рябчиков ИД. Фазовое соответствие в минеральных системах. М.: Недра. 1976.287 с.

21. Перчук Л.Л., Лаврентьева И.В., Аранович Л.Я., Подлесский К.К. Биотит-гранат-кордиеритовые равновесия и эволюция метаморфизма. М.: Наука. 1983. 200 с.

22. Перчук JI.JI., Геря Т.В., Ван ренин Д.Д., Смит С.А. Р-Т тренды и проблемы высокотемпературного полиметаморфизма// Петрология . 2006 (в печати).

23. Прияткина JI.A., Шарков Е.В. Геология Лапландского глубинного разлома (Балтийский щит). Л.: Наука. 1979.127 с.

24. Петрова З.И., Левицкий В.И. Петрология и геохимия гранулитовых комплексов Прибайкалья. Новосибирск: Наука. 1984. 200 с.

25. Петрова З.И., Левицкий В.И. Основные кристаллические сланцы в гранулито-гнейсовых комплексах Сибирской платформы и их первичная природа //Геохимия вулканитов различных геодинамических обстановок. / ред. Л.В. Таусон. 1986. С. 17-34

26. Рамберг X. Сила тяжести и деформации в земной коре. М. 1985.

27. Табатабаиманеш С.М. Петрография и условия образования гранат-ортопироксен-кордиеритовых реакционных структур в метапелитах Северной Краевой Зоны гранулитового пояса Лимпопо ( Южная Африка ) // Вест.Моск. ун-та. 2005.сер. 4. Геология. № 4. С. 26-36.

28. Табатабаиманеш С.М. Гиперстен-силлиманитовые ассоциации: примеры с алданского щита и из Комплекса Лимпопо( Южная Африка ) // Вест.Моск. ун-та. 2005 сер. 4. Геология. № 5.

29. Фонарев В. К, Графчиков А.А., Конилов А.Н. Экспериментальные исследования равновесий с минералами перменного состава и геологическая термобарометрия / Экспериментальные проблемы геологии. М. Наука. 1994. С. 323-355.

30. Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии. 2-е изд. // М. 2003.

31. Эз В.В. Тектоника глубинных зон континентальной земной коры. М. 1976.

32. Aranovich L.Ya., Podlesskii К.К. Geothermobarometry of high-grade metaphelites: simultaneously operating reactions, Evolution of Metamorphic Belts, Daly, S., Yardley, B.W.D., B.Cliff., eds., Geol. Soc. London Spec. Publ. 1988. P. 41-65.

33. Bahneman K. P. A review of the structure, stratigraphy and the metamorphism of the basement rocks in the Messina district, Northern Transvaal. Unpubl. Ph.D. thesis, Univ. Pretoria. 1972. 156 p.

34. Barton Jr., J.M., Doig R., Smit С. В., Bohlender F. Isotopic and REE characteristics of the intrusive charnoenderbite and enderbite geographically associated with Matok Complex. Precambrian Res. 1992. vol. 55. P. 451-467.

35. Barton Jr. J.M., Holzer L., Kamber В., Doig R., Kramers J.D., Nyfeler D. Discrete metamorphic events in the Limpopo belt, southern Africa: implications for the application of P T paths in complex metamorphic terranes. Geology 22.1994. P. 1035-1038.

36. Barbey P., Raith M. The granulite belt of Lapland / Eds. Vielzeuf D., Vidal Ph. Granulites and crustal evolution. NATO ASI Series, Ser.C: Math, and Phys. Sciences. 1990. V. 311. P. 111132.

37. Barbey P., Convert J., Moreau B. Petrogenesis and evolution of an Early Proterozoic collisional orogen: the Granulite Belt of Lapland and the Belomorides (Fennoscandia) // Bull. Geol. Soc. Finl. 1984. V. 56. P. 161-188.

38. Bohlender F., van Reenen D.D., Barton J.M. Evidence metamorphic and igneous charnockites in the South Marginal Zone of the Limpopo Belt. Precambrian Research. 1992. V.55.No 1-4. P. 429-449.

39. Bohlen S.R. Pressure-temperature-time paths and a tectonic model for the evolution of granulites. Journal of Geology. 1987. V.95. P. 617-632.

40. Boshoff R, Smit C.A., van Reenen D.D., Perchuk L.L., Kramers J., Armstrong R. Geological history of the Central Zone of the Limpopo complex // Journal of Geology. 2006 (in press).

41. Brown M., Earle M.M. Cordierite-bearing schists and gneisses from Timur, eastern Indonesia: P-T conditions of metamorphism and tectonic applications. Journal of Metamorphic Geology. 1983. V.l.P. 183-203.

42. Droop G.T.R. Reaction history of garnet-sapphirine granulites and conditions of Archean high-pressure granulite-facies metamorphism in the Central Limpopo Mobile Belt, Zimbabwe. Journal of Metamorphic Geology. 7. 1989. P. 383-403.

43. Elkins L.T., Grove T.L. Ternary feldspar experiments and thermodynamic models // American Mineralogist. 1990. V. 75. p. 544-559.

44. Ellis D.J. Origin and evolution of granulites in normal and thickened crust. Geology. 1987. V.15. P.167-170

45. England P. C., Thompson A. B. Pressure-temperature-time paths of regional metamorphism: I. Heat transfer during the evolution of regions of thickened continental crust // J. Petrology. 1984. Vol. 25. N 4. P. 894-928.

46. Eskola P. On the granulites of Lapland. American Journal of Science Bowen Volume. 1952. V.l. P.133-171.

47. Feldtmann F. The structural-metamorphic evolution of the marble and calc-silicate rocks of the Baklykraal quarry near Alldays, Central Zone of the Limpopo Belt, South Africa. Unpubl. M.Sc. Thesis. Rand Afrikaans University. Johannesburg. 1996. 132 p.

48. Feldtmann F., Smit C. A. ., Van Reenen D. D. The significance of two major structural trends in the Central Zone of the Limpopo Belt. Centennial Geocongress, Johannesburg, Extended Abstracts 2.1995. P. 596-599.

49. Fripp R. E. P. The Precambrian geology of the area around the Sand River near Messina, Central Zone, Limpopo Mobile Belt . Special Publication of the Geological Society of South Africa 8. 1983. P.89-102.

50. Frost B.R., Chacko T. The granulite incertanty principle: limitations on thermobarometry in granulites. Journal of Geology. 97. 1989 . P. 435-450.

51. Gaal G., Berthelsten A., Gorbatchev R. et al. Structure and composition of the Precambrian crust along the POLAR profile in the northern Baltic Shield // Tectonophysics. 1989. V. 162. P. 1-25.

52. Gan S., van Reenen D.D. Geology of gold deposits in the SMZ of the Limpopo Belt and the adjacent Sutherland Greenstone Belt, South Africa Franke Mine: South African Journal of Geology. 1995. V.98. No 3. P. 1-13.

53. Gerya T.V. The method of physicochemical modeling of metamorphic reactions using mass-balance equations. Contributions to Physicochemical Petrology 16. 1991. P. 112-127 (in Russian).

54. Gerya T. V., Perchuk L. L. A new thermodynamic database for thermobarometry. International Mineralogical Association. 16th General Meeting. Abstracts. Italy. Pisa. 1994. P.142.

55. Gerya T. V., Perchuk L. L., van Reenen D. D., Smit C. A. Two-dimentional numerical modeling of pressure-temperature-time paths for the exhumation of some granulite facies terrenes in the Precambrian // J. Geodynamics. 2000. Vol. 30. N 1-2. P. 17-35.

56. Gerya T. V., Perchuk L. L., Van Reenen D. D., Smit C. A. Two-dimensional numerical modeling of pressure-temperature-time paths for the exhumation of some granulite facies terrains in the Precambrian. Journal of Geodynamics 30. 2001. P. 7-35.

57. Harley S.L. The origins of granulites: a metamorphic perspective. Geological Magazine. 126. 1989. P. 215-247.

58. Harris N.B.W., Holland T.J.B. The significance of cordierite-hypersthene assemblages from the Beitbridge region of the Limpopo Belt: evidence for rapid decompression in the Archaean. American Mineralogist. 59. 1984. P. 1036-1049.

59. Henry P., Le Pishon X, Goffe B. Kinematics, thermal and petrological model of the Himalayas: constrains related to metamorphism within the underthrust Indian crust and topographic elevation. Tectonophysics. 1997. V.273. P. 31-56.

60. Hisada K., Miyano T. Petrology and microthermometry of aluminous rocks in the Botswanan Limpopo: evidence for isothermal decompression and isobaric cooling. Journal of Metamorphic Geology. 14. 1996. P. 183-197.

61. Holmes A., Cahen L. Geochronology africains 1956, résultats asquis au julliet 1956: Mémoires d'Academie de Researches Scientifique Colonie Belgique. 1957. P. 1-169.

62. Holzer L. The magmatic petrology of the Bulai Pluton and the tectono-metamorphic overprint at 2.0 Ga in the central zone of the Limpopo belt (Messina-Beitbridge area, southern Africa). Unpubl. Diploma thesis. Univ. Bern. 1995. 157p.

63. Holzer L., Frey R., Barton J. M. Jr., Kramers J. D. Unraveling the record of successive high-grade event in the Central Zone of the Limpopo belt using Pb single phase dating of metamorphic minerals. Precambrian Research. 87. 1998. P. 87-115.

64. Hôrmann P.K., Raith M., Raase P. et al. The granulite complex of Finnish Lapland: petrology and metamorphic conditions in the Ivalojoki-Inarijarvi area Geol. Surv. Fini. Bull. 1980. V.308. P.1-95.

65. Horrocks P.C. A corundum and sapphirine paragenesis from the Limpopo Mobile Belt, southern Africa. Journal of Metamorphic Geology. 1. 1983. P.13-23.

66. Jaeckel P., Kroner A., Kamo S.L., Brandi G., Wendt J.I. Late Archean to early Proterozoic granitoid magmatism and high-grade metamorphism in the Limpopo belt, South Africa. Journal of Geological Society (London). 1997. V.154. P.25-44.

67. James D.E., Fouch M.J., VanDecar J.C., van der Lee, and Kaapvaal Seismic Group. Tectonospheric structure beneath southern Africa // Geophys. Research Letters. 2001.Vol. 28, N 13. P. 2485-2488.

68. James P.R. A deformation study across the northern margin of the Limpopo Belt, Rhodesia. Ph.H.D. Dissertation. University of Leeds. 1975. 132p.

69. Kamber B.S., Blenkinsop T.G., Villa I.M., Dahl P.S. Proterozoic transpressive deformation in the Northern Marginal Zone. Limpopo Belt. Zimbabwe. J. Geol. 103. 1995. P.493-508.

70. Kamber B.S., Biino G.G. The evolution of high-T-low-P granulites in the Northern Marginal Zone sensu-stricto, Limpopo Belt, Zimbabwe the case for petrography // Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen. 75. N3.1995. P. 427-454.

71. Kreissig K., Nagler T.F., Kramers J.D., Van Reenen D.D., Smit, C.A. An isotopic and geochemical study of the Kaapvaal craton and the Southern Marginal Zone of the Limpopo Belt: are they juxtaposed terranes? Lithos 50. 2000. P. 1-25.

72. Kroner A., Jaeckel P., Brandl G., Nemchin A A., Pidgeon R.T. Single zircon ages for granitoid gneisses in the Central Zone of the Limpopo Belt, southern Africa, and geodynamic significance // Precambrian Research. 1999. V. 93. P. 299-337.

73. Lasaga A.C. Geospeedometry: an extension of geothermometry. Advances in Physical Geochemistry. 3. 1983. P. 81-114.

74. Macgregor A.M. Some milestones in the Precambrian of Southern Rhodesia // Transactions of Geol. Soc. of South Africa.Vol. 54. 1951. P. 27-71.

75. Marker M. The Lapland Granulite Belt // Res. Terrae.Ser. A. No. 6. 1991. P. 40-66.

76. Mason R. The Limpopo Mobile Belt Southern Africa // Philos. Trans. R. Soc. London, 1973. Vol. A273. P. 463-485.

77. McCourt S„ Van Reenen D.D. Structural geology and tectonic setting of the Sutherland Greenstone Belt. Kaapvaal Craton. South Africa. Precamb. Res. vol. 55. 1992. P. 93-110.

78. McCourt S., Vearncombe J.R. Shear zones of the Limpopo Belt and adjacent granitoid-greenstone terrranes: implications for late Archaean collision tectonics in southern Africa: Precambrian Research 55. 1992. P. 553-570.

79. McCourt S., Armstrong R.A. SHRIMP U-Pb zircon geochronology of granites from the Central Zone, Limpopo Belt, southern Africa: Implications for the age of the Limpopo Belt. South African Journal of Geology. 101.1998 . P. 329-338.

80. Merilainen K. The granulite complex and adjacent rocks in Lapland, Northen Finland // Geol. Surv. Finl. Bull. V. 281.1976. 129 p.

81. Mkweli S., Kamber B., Berger M. Westward continuation of the craton-Limpopo Belt tectonic break in Zimbabwe and new age constraints on the timing of the thrusting. Journal of the Geological Society of London .152.1995. P. 77-83.

82. Newton R.C. An experimental determination of the high-pressure stability limits of magnesian cordierite under wet and dry conditions. Journal of Geology 80. 1972. P. 398-420.

83. Odell J. The geology of the country around Bangala Dam. Short Rep.-Rhod. Geol. Surv. 1975. V. 42. P. 46.

84. Perchuk L.L. The effect of temperature and pressure on the equilibria of natural Fe-Mg minerals. International Geological Review. 11. 1969. P. 875-901.

85. Perchuk L.L Configuration of P-T trends as a record of high-temperature polymetamorphism // Doklady Earth Sciences. V. 401. No 2. 2005. P. 311-314.

86. Perchuk L.L. Metamorphic evolution of shields and fold-belts. Geologicky Zbornik -Geologica Carpathica. 36. 1985. P. 179-189.

87. Perchuk L.L. Thermodynamic control of metamorphic processes. In: Saxena, S.K. & Bhattacharj, S. (eds). Energetics of Geological Processes. New York. Springer Verlag. 1977. P. 285-352.

88. Perchuk L.L. The course of metamorphism. International Geol. Rev. vol. 28. 1987. P. 1377-1400.

89. Perchuk L.L. Derivation of thermodynamically consistent system of geothermometers and geobarometers for metamorphic and magmatic rocks. In: Perchuk, L.L. (ed) Progress in metamorphic and magmatic petrology. Cambridge University Press. 1990. P. 93-112.

90. Perchuk L.L. Studies in magmatism, metamorphism, and geodynamics. International Geology Review. 1991. V.33. No 4. P. 311-374.

91. Perchuk L.L. The course of metamorphism: International Geology Review. 28. 1986. P. 1377-1400.

92. Perchuk L.L. Gas-mineral equilibria and possible geochemical model of the Earth's Interior. // Physics of the Earth and Planet. Interiors. Vol. 13. 1976. P. 232-239.

93. Perchuk L.L., Gerya T. V, van Reenen, D.D., Smit C.A. Formation and dynamics of granulite complexes within cratons // Gondwana Research. V.4. No 4.2001. P. 729-732.

94. Perchuk L.L. Thermodynamic regime of deep-seated petrogenesis. Moscow. Nauka Press. 1973.114p.

95. Perchuk L.L., Lavrent'eva I.V. Experimental investigation of exchange equilibria in the system cordierite-garnet-biotite. Advances in Physical Geochemistry. 3. 1983. P. 199-239.

96. Perchuk L.L., Aranovich L.Ya., Podlesskii K.K. Precambrian granulites of the Aldan shield, Eastern Siberia, USSR. J. Metamorphic Geol. vol. 3. 1985. P. 265-310.

97. Perchuk L.L., Gerya T.V., Nozhkin A.D. Petrology and retrogression in granulites of the Kanskiy Formation, Yenisey Range, Eastern Siberia. Journal of Metamorphic Geology. 7. 1989. P. 599-617.

98. PerchukL.L., Podladchikov Yu.Yu., Polaykov A.N. PT-paths and geodynamic modelling of some metamorphic processes. Journal of Metamorphic Geology. 10. 1992. P. 311-319.

99. Perchuk L.L., Gerya T.V. Studies of the boundaries between granulite facies terrains and cratons. Centennial Geocongress. Extended Abstracts. Geol. Soc. South Africa. 1995. vol. II. P.622-623.

100. Perchuk L.L., Gerya T. V., Van Reenen D. D., Safonov O. G., Smit C. A. The Limpopo metamorphic complex, South Africa: 2.Decompression/cooling regimes of granulites and adjusted rocks of the Kaapvaal craton. Petrology 4. 1996. P. 571-599.

101. Perchuk L.L., Krotov A. V., Gerya T.V. Petrology of amphibolites of the Tanaelv Belt and granulites of the Lapland complex // Ibid.Vol. 7. N 4. 1999. P. 539-563.

102. Pienaar J.C. Die Geologie van die Alldays omgewing in noord Transvaal. Unpubl. M.Sc thesis, Rand Afrikaans University, Johannesburg. 1985. 158p.

103. Pretorius S.J. Die geologie in die omgewing van Swartwater en die Westelike deel van die Distrik Messina in die sentrale sone van die Limpopo gordel. Unpubl. M.Sc. thesis, Rand Afrikaans University, Johannesburg. 1986. 184 p.

104. Raith M, Raase P., Hormann P.K. The Precambrian of Finnish Lapland: evolution and regime of metamorphism // Geol. Rundsch. V. 71. 1982. P. 230-244.

105. Robertson l.D.M. Potash granites of the southern edge of the Rhodesian Craton and the Northern Granulite Zone of the Limpopo mobile belt. Symposium on granites, gneisses and related rocks. Geol Soc S. Afr, Spec Publ. 1973. V.3. P. 265-276.

106. Robertson l.D.M. Explanation for the geological map of the country south of Chibi // Geol. Surv. Rhodesia Short Rep. vol. 41.1974.40 p.

107. Robertson I.D.M., du Toil M.C. The Limpopo Belt, Precambrian of the Southern Hemisphere, Hunter, D.R., Ed. Elsevier. Amsterdam. 198 LP. 641-671.

108. Roering C., Van Reenen D. D., Smit C. A., Barton J. M. Jr., De Beer J. H., De Wit M. J., Stettler E. H., Van Schalkwyk J. F., Stevens G. & Pretorius S. Tectonic model for the evolution of the Limpopo Belt. Precambrian Research 55. 1992a. P. 539-552.

109. Roering C., Van Reenen D.D., de Wit M.J., Smit C.A., de Beer J.H., and Van Schalkwyk J.F. Structural geological and metamorphic significance of the Kaapvaal Craton-Limpopo Belt contact, Precamb. Res. vol. 55. 1992b. P. 69-80.

110. Rollinson H.R., Blenkinsop T.O. The magmatic, metamorphic and tectonic evolution of the Northern Marginal Zone of the Limpopo Belt in Zimbabwe, J. Geol. Soc. Lond. vol. 152. 1995. P. 65-75.

111. Ridley J. On the origins and tectonic significance of the charnockite suite of the Archaean Limpopo Belt, Northern Marginal Zone, Zimbabwe // Precambr. Res. V.55. 1992. P.407-427.

112. RuygrokM. The tectonic evolution of a portion of the Rhenosterkoppies greenstone belt in relation to the Limpopo orogeny, South Africa. M.Sc. Thesis. Aucklandpark: Rand Afrikaans University. 1992. 226 p.

113. Sandiford M., Powell R. Deep crustal metamorphism during continental extension: modern and ancient examples//Earth and Planet. Sci. Let. Vol. 79. 1986. P. 151-158.

114. Smit C.A., Roering C., van Reenen D.D. The structural framework of the southern margin of the Limpopo Belt, South Africa: Precambrian Research. 1992. V.55. No 1-4. P.51-67.

115. Smit C.A. & van Reenen D.D. Deep crustal shear zones, high-grade tectonites and associated alteration in the Limpopo belt, South Africa: Implications for deep crustal processes. Journal of Geology. 105. 1997. P. 37-57.

116. Smit C. A., Van Reenen D. D., Gerya T. V. & Perchuk L. L. P-T conditions of decompression of the Limpopo high-grade terrain: record from shear zones. Journal of Metamorphic Geology. 19. 2001. P. 249-268.

117. Sdhnge P. G. The geology of the Messina copper mines and surrounding country. South African Geological Survey Memoirs. 40. 1946. 280 p.

118. Spear F. S. Metamorphic phase equilibria and pressure-temperature-time paths. Mineralogical Society of America Publication, Washington. D.C.I 993. 799 p.

119. Spear F.S. ., Florence F.P. Thermobarometry in granulites: pitfalls and new approaches. Precambrian Research. 55.1992. P. 209-241.

120. Spear F. S., Kohn M.J. & Cheney J. T. P-T paths from anatectic pelites. Contributions to Mineralogy and Petrology. 134. 1999. P. 17-32.

121. Thompson A.B. Heat, fluids, and melting in the granulite facies / / Granulites and crustal evolution. Kluwer. Dordrecht. Vol. 311.1990. P. 37-58.

122. TomkeieffS.I. Dictionary of petrology. N.Y.: John Wiley & Sons Publication. 1983.

123. Treloar P.J., Blenkinsop T.G. Archean deformation pattern in Zimbabwe Craton true indicators of Tibetan style crustal extrusion or not? Early Precambrian processes. Geol. Soc. Spec. Publ. (London). 1995. V.95. P.87-108.

124. Van Reenen D.D., Barton Jr. J.M., Roering C., Smit, C.A. and van Schalkwyk J.F. Deep crustal response to continental collision: The Limpopo Belt of Southern Africa. Geology. 15. 1987. P. 11-14.

125. Van Reenen D.D., Roering D., Ashwal L.D., De Wit M.J. (Eds.) The Archaean Limpopo granulite belt: tectonics and deep crustal processes. Precambrian Research. Thematic Volume. 5.1992. P. 1-587.

126. Van SchalkwykJ.F., Van Reenen D.D. High-temperature hydration of ultramafic granulites from the Southern Marginal Zone of the Limpopo Belt by infiltration of C02-rich fluid. Precamb. Res. 1992. vol. 55. P. 337-352.

127. Watkeys M.K. A retrospective view of Central Zone of Limpopo Belt, Zimbabwe. Geological Society of South Africa. Special Publications. 8. 1983. P. 65-80.

128. Watkeys M.K. Precambrian geology of the LB north and west of Messina. PhD thesis. Johannesburg, University of Witswatersrand. 1984. 349 p.

129. Wei C.JJ., Powell R., Zhang L.F. Eclogites from the South Tianshan, NW China: petrological characteristics and calculated mineral equilibria in the Na20-Ca0-Fe0-Mg0-Al203-Si02-H20 system. Journal of Metamorphic Geology. 21.2003 . P. 163-181.

130. Windley B.F., AckermandD. & Herd R.K. Sapphirine/kornerupine-bearing rocks and crustal uplift history of the Limpopo belt, South Africa. Contributions to Mineralogy and Petrology. 86. 1984. P. 342-358.