Габбро-гипербазитовые комплексы зоны сочленения Южного и Среднего Урала: строение и условия формирования

Глава 3. Геологическое строение и состав габбро-гипербазитовых массивов.

В данной главе речь идёт о геологическом строении и структурном положении габбро-гипербазитовых массивов, а также о минеральном и химическом составе слагающих их пород. В начале главы приводится краткая классификация ультраосновных пород, методика и особенности петрографических исследований для гипербазитов. Далее рассматриваются методы изучения геохимии пород, обработки полученных данных и наиболее информативные показатели для гипербазитов. Описание массивов приводится в зависимости от их структурного положения и возраста от более древних (Уфалейского поднятия, Вишнёвогорско-Ильменогорского комплекса) к более молодым (Тагило-Магнитогорской мегазоны).

На данной территории тела ультрабазитов встречаются в различных структурно - формационных зонах (с запада на восток): Уфалейском метаморфическом комплексе, зоне Главного Уральского разлома и Вишнёвогорско-Ильменогорском комплексе. В пределах Уфалейского метаморфического комплекса обнажаются мелкие изометричные или несколько удлиненные тела метагипербазитов площадью первые км². Они сложены антигоритовыми серпентинитами, тальк-карбонатными, оливин-энстатитовыми породами и пироксенитами. Породы, близкие по составу к описанным выше, обнажаются в пределах Вишнёвогорско-Ильменогорского метаморфического комплекса. Здесь они образуют удлиненные в меридиональном направлении пластинообразные тела. Наибольшим развитием ультраосновные породы пользуются в пределах зеленокаменной полосы Южного Урала, образуя крупные линзовидные в плане тела площадью около 50 км² (Уфалейский, Сугомакский, Карабашский и Таловский массивы).

Все ультрабазитовые массивы рассматриваемой территории принадлежат к офиолитовой (альпинотипной) формации. Первичные породы в них представлены гарцбургитами, дунитами, реже - лерцолитами (реститовый комплекс). Сравнительно редко встречаются верлиты, клинопироксениты и габброиды, объединяемые в так называемый габброидный комплекс. В большинстве случаев они слагают небольшие дайкообразные тела, лишь в пределах Таловского массива породы габброидного комплекса доминируют.

Ультрабазиты реститового комплекса в значительной степени изменены вторичными процессами, основным из которых является серпентинизация. Подробно метаморфизм гипербазитов рассмотрен в соответствующей главе.

Изучение петрогеохимии габброидов и гипербазитов проводилось в следующей последовательности. Сначала изучалось распределение в породах петрогенных элементов, на основании серии дискриминантных диаграмм сравнивались составы различных массивов, а также проводилось сопоставление основных и ультраосновных пород офиолитов Южного Урала с аналогичными породами, сформировавшимися в различных геодинамических обстановках. На следующей стадии для сходных по петрохимии комплексов проводилось их сопоставление на основании анализа распределения в породах элементов-примесей, особое внимание при этом уделено редкоземельным элементам.

В работе достаточно подробно приведено описание геологии, петрографии и петрохимии Шилеинского, Баикского, Иткульского, Каганского, Беспаловского, Байрамгуловского, Уфалейского, Сугомакского, Карабашского и Таловского массивов. Ввиду ограниченного объёма автореферата ниже приводятся основные выводы, вытекающие из проведённых исследований:

1. Состав и морфология массивов зависит от их структурного положения. Во внутренних частях метаморфических комплексов (Уфалейское и Ильменогорское поднятие) чаще всего встречаются мелкие изометричные и слабо вытянутые будинообразные тела, согласные с простиранием вмещающих пород (г. Данилова, Шилеинский, Баикский массивы). Вблизи границ крупных структур преобладают линейные тела серпентинитов (Беспаловский, Байрамгуловский, Каганский массивы). Первичные породы этих массивов практически полностью переработаны в результате неоднократного проявления метаморфических процессов.

В пределах Тагило-Магнитогорской мегазоны наиболее крупные массивы гипербазитов приурочены к северной и южной частям изучаемой территории (Уфалейский, Таловский). Породы этих массивов менее тектонизированы, в их строении чаще встречаются первичные ультрабазиты. Максимальная тектоническая переработка характерна для пород Сугомакского массива, который был сильно сдавлен и разделён на серию пластин, сложенных серпентинитами.

2. Ультрабазиты всех изученных нами массивов характеризуются стандартным для офиолитовых комплексов составом, большинство изученных образцов на классификационных диаграммах попадает в поле гарцбургитов, заметно меньше - в поле дунитов и очень редко - лерцолитов.

3. Метаультрабазиты шилеинского, каганского и баикского комплексов, обнажающиеся в пределах древних блоков (Уфалейского и Ильменогорского), соответствуют слабо истощенным гарцбургитам. Гипербазиты и габброиды данных массивов достаточно однородны по химическому составу и соответствуют офиолитовой ассоциации. Графики хондрит-нормированных значений лантаноидов образуют узкое поле вблизи хондритового уровня, для всех проб характерна слабо проявленная тенденция увеличения РЗЭ от лантана к лютецию.

4. Гипербазитовые массивы Тагило-Магнитогорской мегазоны имеют преимущественно дунит-гарцбургитовый состав и относятся к потенциально хромитоносным. Графики распределения редкоземельных элементов в ультрабазитах Уфалейского, Сугомакского и Карабашского массивов имеют W-образную форму, часто встречающуюся в истощенных гипербазитах офиолитовой ассоциации. В ультрабазитах Таловского массива, наряду с упомянутым выше характером распределения РЗЭ, отмечен субхондритовый тип, что говорит о присутствии здесь наряду с сильно истощенными реститами слабо деплетированных перидотитов.

5. В пределах Таловского массива широко распространены породы верлит-клинопироксенит-габбровой формации, их объемы сопоставимы с таковыми альпинотипных гипербазитов. Гипербазиты массива представляют собой скорее всего истощённый легкоплавкими компонентами рестит. Габбро и породы полосчатого комплекса возникли, по-видимому, при дифференциации базальтового расплава, отделившегося от мантийного источника, с образованием комплементарного ему тугоплавкого остатка.