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

Глава 7. Геодинамические условия формирования гипербазитов зоны сочленения Южного и Среднего Урала.

В первом разделе главы рассмотрены несколько существующих геодинамических моделей развития Урала - В.Н. Пучкова, К.С Иванова, А.В. Тевелева с соавторами, И.Б. Серавкина. Показано, насколько сложна и неоднородна интерпретация имеющихся геологических данных. Поэтому во втором разделе главы нами не ставится задача построения какой-либо оригинальной палеогеодинамической концепции развития Уральского складчатого пояса. Задача данного раздела проще - попытаться определить геодинамическую позицию ультрабазитов изученной площади, сравнивая их с комплексами типичных структурных элементов современных геодинамических обстановок.

В раннем протерозое зона сочленения Южного и Среднего Урала представляла собой единую субмеридиональную рифтогенную структуру, заложенную на утоненной континентальной коре (Сазонов и др., 2003; Каретин, 2004). К этому времени, по-видимому, относится формирование ультрабазитов баикского комплекса, которые представляли собой корневые части рифта (перидотиты) и магматические камеры, заполненные основным расплавом (габброиды). В результате метаморфических процессов в протерозойское время породы комплекса преобразовались в оливин-энстатитовые метаультрабазиты и габбро-амфиболиты.

Среднерифейский этап рифтогенеза фиксируется здесь образованием <рифтогенных офиолитов> каганского комплекса в Вишневогорско-Ильменогорской зоне и шилеинского - в Уфалейском метаморфическом комплексе (Кузнецов и др., 2008). Имеющиеся на сегодняшний день данные по строению и составу габбро-гипербазитовых массивов и их обрамления позволяют считать, что большая часть ультрабазитов каганского и шилеинского комплексов представляют собой мантийный субстрат среднерифейской рифтовой структуры, а пространственно ассоциирующие с ними габброиды - производные мантийных выплавок, кристаллизовавшиеся в магматических камерах.

Ультрабазиты, известные в пределах Тагило-Магнитогорской мегазоны, вероятнее всего, представляют собой блоки верхней мантии, прошедшие различные этапы трансформации в ходе цикла Уилсона. Большая их часть являлась источником, из которого выплавлялись базальты, изливавшиеся в рифтогенной структуре. При переходе территории к развитию в режиме островной дуги ультрабазиты могли входить в состав различных частей подстилавшей ее мантии: 1) фронтальной (преддуговой) части, 2) глубоководного желоба, 3) фундамента дуги, 4) надсубдукционного мантийного клина и 5) задугового бассейна.

Геологическая позиция и внутреннее строение Таловского габбро-гипербазитового массива, а также составы хромшпинелидов позволяют высказать предположение о первично океанической, а затем - надсубдукционной обстановке формирования рассматриваемого комплекса. Вероятно, ультрабазиты дунит-гарцбургитового матрикса представляют собой вещество <мантийного клина>, прорванного многочисленными инъекциями верлит-клинопироксенит-габбрового состава. Следует отметить, что весь набор петрографических разновидностей пород, представленный в пределах изученного массива, известен среди ксенолитов в вулканогенных породах современных островных дуг (Колосков, 1999).

Рассмотрим возможные варианты интерпретации геодинамических обстановок формирования гипербазитов Уфалейского, Сугомакского и Карабашского массивов. Скорее всего, все три массива представляют собой фрагменты верхней мантии, претерпевшие процессы деплетирования последовательно под срединно-океаническим хребтом и в преддуговом бассейне, завершив свою <высокотемпературную историю> вблизи глубоководного желоба. Не исключено также, что часть из них была вовлечена вместе с перекрывающими их осадками в зону субдукции. Современное положение Карабашского массива (восточнее Таловского) и отсутствие в его пределах крупных тел верлит-пироксенит-габбрового состава позволяет предполагать его принадлежность к мантии задугового бассейна. Следует отметить, что для ультрабазитов данного массива В.В.Мурзиным (2006) по изотопным соотношениям кислорода и водорода установлена океаническая природа серпентинизирующего флюида.

Габброиды, ассоциирующие с ультрабазитами массивов Тагило-Магнитогорской мегазоны, образовались на различных этапах их эволюции. Габбро с офиолитовыми геохимическими характеристиками представляют собой фрагменты верхнемантийных магматических камер и каналов, трассирующих пути проникновения базальтовых выплавок под СОХ.

Современный структурно-тектонический рисунок рассматриваемой территории сформировался в результате позднепалеозойской жесткой коллизии. В этот же период окончательно оформилась морфология и состав ультрабазитовых массивов. Коллизия на Южном Урале носила неравномерной характер. Основной импульс сжатия пришелся здесь на массивы центральной части территории, где пришли в соприкосновение наиболее компетентные палеоконтинентальные блоки - Уфалейский и Вишневогорско-Ильменогорский. Зажатые между ними палеоокеанические комплексы (осадки, базальты и ультрабазиты Сугомакского и южной части Уфалейского массивов) были практически полностью выдавлены, а незначительные по мощности <остатки> - дезинтегрированы.

К северу и югу от данного участка напряжение сжатия постепенно уменьшается: тела ультрабазитов приобретают форму, близкую к изометричной, а во внутреннем их строении все большую роль играют реликты первичных пород. Метаморфизм антигоритовой фации сменяется хризотил-антигоритовым, хризотиловым и хризотил-β-лизардитовым. При этом, чередование участков с различной интенсивностью метаморфизма ультрабазитов проявляется не только в пределах шовной зоны, но и на более восточных поясах.

От Сугомакского массива к югу интенсивность метаморфизма гипербазитов снижается (центр Карабашского массива), а затем снова возрастает в зоне сочленения последнего с Таловским, и снова уменьшается, иллюстрируя таким образом доменную структуру коллизии.